基于IGBT技术风电变流器Crowbar电路设计

摘要

作为新能源行业的主力军，风力发电近年来发展迅速，装机容量不断增大，预计2020年国内装机容量累计将达到2亿千瓦，占总电力装机的8％左右。随着风电装机容量的不断提高，风力发电机组具备“低电压穿越功能”已成为国家电网的强制性要求，变流器作为风电机组的核心部件，必须具备这个功能。由风力发电系统的基本原理可知，在电压跌落过程中，系统会产生大电流和高电压，因此必须在变流器系统中设计保护装置以防止对变流器造成损坏。
　　 本文为以风力发电变流器的保护装置—Crowbar电路作为研究对象，选择IGBT作为Crowbar电路的主开关器件。首先详细的分析了IGBT的工作特性，IGBT驱动及其保护电路的设计。结合国家电网公司关于风电接入电网的规定以及电压跌落时双馈式和直驱式风电系统工作过程和工作方式，分别设计了适合于双馈和直驱的Crowbar电路。并以1.5MW双馈变流器和850KW全功率变流器为例，选择了主要的开关器件，设计了驱动电路及其保护电路。并对设计结果进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明，在电压跌落期间，所设计的Crowbar不仅能在电压跌落期间较好的完成对变流器的保护，同时配合变流器系统完成低电压穿越功能。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

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第一章 概述

第二章IGBT的工作特性

第三章双馈系统crowbar电路设计

第四章直驱式系统Crowbar单元设计

第五章总结与展望

参考文献

致谢