專利名稱：：用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的五電平h橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電流變換器，具體是一種多電平的背靠背變流器
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，多電平變流器在高壓、大功率領(lǐng)域受到了國(guó)內(nèi)業(yè)界的普遍關(guān)注。多電平變流器的思想最早于1981年由Nablae等人提出的，它的基本思路是由幾個(gè)電平臺(tái)階合成階梯波以逼近正弦輸出電壓。多電平變流器作為一種新型的高壓大容量功率變流器，從電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手，在得到高質(zhì)量輸出波形的同時(shí)，克服了兩電平變流器的諸多缺點(diǎn)，無(wú)須輸出變壓器和動(dòng)態(tài)均壓電路，開關(guān)頻率低，并有開關(guān)器件應(yīng)力小，系統(tǒng)效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。隨著開關(guān)器件容量的上升，開關(guān)導(dǎo)通特性的改善，多電平變流器的優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越顯著。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在減少輸入輸出諧波，減小了輸入濾波器的體積與容量，降低電磁千擾(EMI)。相對(duì)兩電平變流器，多電平變流器開關(guān)頻率降低了25%，因此可以減少開關(guān)損耗。多電平變流器的主要缺點(diǎn)在于直流電壓的平衡問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，有硬件和軟件的解決方法。硬件法需要額外的開關(guān)管，增加系統(tǒng)的成本并減少穩(wěn)定性，軟件法需要對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行控制增加了計(jì)算負(fù)擔(dān)。對(duì)多電平的均壓?jiǎn)栴}，各國(guó)學(xué)者已有比較成熟的解決方案。風(fēng)力機(jī)市場(chǎng)的額定容量、電壓電流等級(jí)不斷提高。而傳統(tǒng)的變流器由于電壓電流容量的限制不能直接應(yīng)用于大容量風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。雖然近年來(lái)也出現(xiàn)了一些多電平的變流器，但由于電平數(shù)不夠高，采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，還是難以適用于超大功率的場(chǎng)合。比如國(guó)內(nèi)的200410009469.8的專利，雖然采用的是H橋結(jié)構(gòu)，但由于整流部分是不控整流，而且電平數(shù)只有三電平，所以其輸出交流波形不如五電平的更符合正弦。多電平變流器的思想提出至今，出現(xiàn)了許多電路拓?fù)?，歸納起來(lái)主要有以下三種二極管箝位型多電平變流器(diode-cla即edmulti-levelconverter)、飛跨電容型多電平變流器(flying-capacitormulti-levelconverter)和級(jí)聯(lián)H橋型多電平變流器(cascadeHbridgemulti-levelconverter)。級(jí)聯(lián)H橋型多電平變流器拓?fù)湎鄬?duì)于前兩者而言，具有需要最少數(shù)量的器件、不需要大量的鉗位二極管和飛跨電容、易于模塊化和采用軟開關(guān)技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是較適合于電網(wǎng)接口的變流器。比如中國(guó)專利200710062642.4，雖然其電平數(shù)為五電平，但其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為二極管箝位型。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有變流器容量有限，輸出電流波形不夠好等缺點(diǎn)，滿足風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)單機(jī)容量不斷提高的需求，本發(fā)明提出一種新的變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種變流器能將風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出來(lái)的頻率、幅值無(wú)規(guī)律變化的交流電經(jīng)交-直-交變換后，變流成符合電網(wǎng)要求的電流，并輸送到電網(wǎng)。本發(fā)明解決以J:技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明由六個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元級(jí)聯(lián)而成，一個(gè)整流組和一個(gè)逆變組分別使用3個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元級(jí)聯(lián)組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)與整流組相連，整流組的六路輸出分別經(jīng)過(guò)直流母線電容穩(wěn)壓后與逆變組連接，逆變組的三相輸出經(jīng)過(guò)濾波電感后并到電網(wǎng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電經(jīng)過(guò)整流組整流變成直流電后，再經(jīng)逆變組逆變成頻率恒定，幅值穩(wěn)定的交流電并輸送到電網(wǎng)。這種五電平H橋級(jí)聯(lián)單元由8個(gè)開關(guān)管組成，電流可以雙向流動(dòng)，所以既可以用于整流組也可以用于逆變組。這些開關(guān)管的導(dǎo)通與否則由數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP及其外圍電路來(lái)控制，整流組和逆變組的控制方法都是載波相移正弦脈寬調(diào)制技術(shù)。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有1、獲得同樣電平數(shù)輸出時(shí)，使用的元器件最少；2、每個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的結(jié)構(gòu)相同，容易進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)和封裝；3、因?yàn)楦魑咫娖紿橋級(jí)聯(lián)單元之間相對(duì)獨(dú)立，所以可以較容易地引入軟開關(guān)控制；4、直流側(cè)的均壓比較容易實(shí)現(xiàn)；5、電路設(shè)計(jì)可以使用功率單元旁路電路，從而使得控制系統(tǒng)可以在線切除故障單元以保證系統(tǒng)繼續(xù)工作。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例方式圖1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖2五電平H橋級(jí)聯(lián)單元結(jié)構(gòu)示意圖圖3五電平H橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器的連接方式示意圖4五電平H橋級(jí)聯(lián)單元控制信號(hào)時(shí)序圖5五電平H橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器的控制框圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明五電平H橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器由三大塊組成整流組，逆變組和控制電路。A，B，C三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元組成整流組，D,E，F(xiàn)三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元組成逆變組。風(fēng)力發(fā)電機(jī)與整流組相連，整流組的六路輸出分別經(jīng)過(guò)直流母線電容穩(wěn)壓后與逆變組連接，逆變組的三相輸出經(jīng)過(guò)電感濾波后并到電網(wǎng)。如圖1所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)濾波電感UUL。與由三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元A,B，C組成的整流組相連，整流組通過(guò)直流母線電容Cal,Ca2、Cbl，Cb2、C山a2連接到由三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元E，D，F(xiàn)組成的逆變組，最后逆變組通過(guò)濾波電感UL"L。接到電網(wǎng)。組成整流組的A，B,C三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元和逆變組D,E,F三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的結(jié)構(gòu)相同，其中一個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。每個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元由8個(gè)開關(guān)管Q廣Q8組成，如圖2所示。其中開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q4串聯(lián)后與開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q3串聯(lián)，Ql、Q2、Q3、Q4的串連支路再和直流母線電容Q并聯(lián)，并聯(lián)后開關(guān)管Q2的陽(yáng)極和Q3的陰極便組成了直流輸入或輸出端口Al。開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q8串聯(lián)后與開關(guān)管Q6和開關(guān)管Q7串聯(lián)，Q5、Q6、Q7、Q8的串連支路再和直流母線電容Q并聯(lián)，并聯(lián)后開關(guān)管Q6的陽(yáng)極和Q7的陰極便組成了直流輸入或輸出端口A2。開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q3之間的引出線，連接到開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q8之間；在開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q4之間和開關(guān)管Q6和開關(guān)管Q7之間的兩根引出線同時(shí)作為交流電的單相輸入或輸出。其余五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與此相同。AC端是交流電輸入/輸出端，Al和A2是直流電輸入/輸出端。A,B,C三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的AC端各引出同側(cè)的一根線接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)，三個(gè)AC端的剩余的三根線連接到一起，直流電輸出端就和逆變組中的直流電輸入端連接，比如五電平H橋級(jí)聯(lián)單元A的Al端連接E單元的Al端，五電平H橋級(jí)聯(lián)單元B的Bl端連接五電平H橋級(jí)聯(lián)單元D的Bl端。逆變組的D，E,P三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的AC端各引出一跟線通過(guò)濾波電感連接到電網(wǎng)，剩余三根線連接到一起作為中性點(diǎn)。如圖3所示。圖3也給出了應(yīng)用本發(fā)明五電平H橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的具體連接方式，其中整流組的A1端與逆變組的A1連接，整流組的A2端與逆變組的A2連接，整流組的Bl端與逆變組的B1連接，整流組的B2端與逆變組的B2連接，整流組的C1端與逆變組的C1連接，整流組的C2端與逆變組的C2連接。本發(fā)明通過(guò)開關(guān)管的組合，可以從交流側(cè)輸出O,±V。，土2V。的五個(gè)電平，V。是直流側(cè)端口的電壓。開關(guān)管Q3與Q1，Q4與Q2，Q7與Q5，Q8與Q6,這些對(duì)開關(guān)管的狀態(tài)剛好相反。開關(guān)管的具體開關(guān)狀態(tài)如下表1CPS-SPWM單相級(jí)聯(lián)H橋的35種運(yùn)行工況表<table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>3111010-E_E320101-E-E-2E330100-E0_E3400010-E-E350011000五電平H橋級(jí)聯(lián)單元產(chǎn)生五電平的原理如下應(yīng)用載波相移正弦脈寬調(diào)制方法時(shí)需要4列載波，生成8路脈沖信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)8個(gè)開關(guān)管，得到五電平輸出。具體的控制信號(hào)時(shí)序圖如圖4所示。圖4中的正弦波M(t)是正弦調(diào)制波，Trl(t)，Tr2(t),Tr3(t),Tr4(t)是三角波載波，這兩種波形在數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP內(nèi)部產(chǎn)生，并相互比較，來(lái)決定發(fā)出需要的PWM信號(hào)。在7H時(shí)給WG一1導(dǎo)通信號(hào)；在7rl(f)0^")時(shí)給WG—ll導(dǎo)通信號(hào)。其余3列載波產(chǎn)生的信號(hào)同7H(f)。給8個(gè)開關(guān)管發(fā)出的8路PWM控制信號(hào)就是圖4下面的WG—1，WG—11，WG—2……WG—41，對(duì)應(yīng)開關(guān)管的情況如下表表2單相五電平信號(hào)分配表<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>三個(gè)這樣的五電平H橋級(jí)聯(lián)單元就可以組成本發(fā)明變流器的整流組，如圖1中的A、B、C方塊，每個(gè)方塊就代表一個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元。三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的三對(duì)輸入各取一根線通過(guò)濾波電感與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接，剩余三根線連接在一起作為中性點(diǎn)N;三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的六對(duì)輸出直接接到逆變組的五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的六對(duì)輸入。同時(shí)，由于H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特殊性，能量可以來(lái)回流動(dòng)，所以三個(gè)這樣的五電平H橋級(jí)聯(lián)單元也可以組成本發(fā)明變流器的逆變組，如圖1中的D、E、F方塊，每個(gè)方塊就代表一個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元，三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的三對(duì)輸出各取一根線通過(guò)濾波電感與電網(wǎng)連接。剩余三根線連接在一起作為中性點(diǎn)N;整流組的A,B,C三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的六對(duì)輸出直接到逆變組的D,E，F(xiàn)三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的六對(duì)輸入。(是否與上文記載的"整流組的六路輸出分別經(jīng)過(guò)直流母線電容C吣G、Cbl，Cb2、^,(;2連接到逆變組"不一致？)本發(fā)明控制電路的核心是數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP，其外圍是PWM發(fā)生擴(kuò)展電路和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP的作用就是依據(jù)載波相移正弦脈寬調(diào)制技術(shù)算法，通過(guò)電路的信號(hào)的采集，決定要發(fā)出的PWM脈沖。DSP的輸入是PWM發(fā)生擴(kuò)展電路的輸出，DSP的輸出連接到PWM發(fā)生擴(kuò)展電路的輸入。PWM發(fā)生擴(kuò)展電路的輸入連接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子3相電流傳感器，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，直流側(cè)母線電壓。PWM發(fā)生擴(kuò)展電路的輸出接到信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路的輸出再接到各個(gè)開關(guān)管的門級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)管的控制。在整流組的輸入處的三相電流，逆變組輸出處的三相電流，直流的母線的電壓以及電機(jī)的轉(zhuǎn)速的信號(hào)都輸入到PWM發(fā)生擴(kuò)展電路，然后輸入到數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP，以進(jìn)行后面的控制運(yùn)算，得到需要的控制信號(hào)。在實(shí)際的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，本發(fā)明的宏觀控制方法如下在額定風(fēng)速以下，槳距角基本不變以保持風(fēng)能利用系數(shù)最大。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)最大功率算法得到系統(tǒng)輸入到電網(wǎng)的最大功率，由此得到發(fā)電機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)節(jié)并網(wǎng)逆變器的有功電流使得系統(tǒng)的輸出功率最大，電機(jī)運(yùn)行在最佳轉(zhuǎn)速。在額定風(fēng)速之上，通過(guò)變槳來(lái)保持風(fēng)能利用系數(shù)最大。電機(jī)和變流器都運(yùn)行在額定條件下，系統(tǒng)輸出到電網(wǎng)的功率最大。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)切出風(fēng)速時(shí)，系統(tǒng)停機(jī)，輸出到電網(wǎng)的功率為零。背靠背變流器中的整流器可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率，有效調(diào)節(jié)電機(jī)輸出功率因數(shù)，當(dāng)需要電機(jī)輸出為單位功率因數(shù)時(shí)，令無(wú)功電流為零，這樣可以使電機(jī)輸出最大有功功率。同時(shí)，由于無(wú)功輸出可調(diào)，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍更寬。電機(jī)側(cè)整流組還可以穩(wěn)定直流側(cè)電壓，給并網(wǎng)的逆變組提供穩(wěn)定的直流電源。逆變組負(fù)責(zé)調(diào)解風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸入到電網(wǎng)的有功功率和無(wú)功功率，當(dāng)電網(wǎng)需要超前無(wú)功時(shí)，設(shè)定無(wú)功電流為負(fù)值；當(dāng)電網(wǎng)需要滯后無(wú)功時(shí)，設(shè)定無(wú)功電流為正值；當(dāng)需要輸入到電網(wǎng)的有功功率最大，無(wú)功功率為零時(shí)，可以設(shè)定無(wú)功電流為零，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)為l。以上為目前常用的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，依據(jù)外界風(fēng)速的大小，主要有三種工作狀態(tài)(1)當(dāng)風(fēng)速低于系統(tǒng)工作的額定風(fēng)速時(shí)，槳距角基本不變，以保持風(fēng)能利用系數(shù)最大。系統(tǒng)根據(jù)最大功率算法得到系統(tǒng)輸入到電網(wǎng)的最大功率，由此得到發(fā)電機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)節(jié)并網(wǎng)逆變器的有功電流使得系統(tǒng)的輸出功率最大，電機(jī)運(yùn)行在最佳轉(zhuǎn)速。一般無(wú)功功率給定為零，使得系統(tǒng)工作在最大有功功率輸出狀態(tài)，提高系統(tǒng)的效率。當(dāng)電網(wǎng)需要無(wú)功支持的時(shí)候，可以根據(jù)需要向電網(wǎng)發(fā)送或者吸收電網(wǎng)的無(wú)功功率。有功功率和無(wú)功功率能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立調(diào)節(jié)。(2)當(dāng)風(fēng)速高于系統(tǒng)的額定風(fēng)速時(shí)，通過(guò)變槳來(lái)保持風(fēng)能利用系數(shù)最大。電機(jī)和變流器都運(yùn)行在額定條件下，系統(tǒng)輸出到電網(wǎng)的功率最大。(3)當(dāng)風(fēng)速超過(guò)系統(tǒng)的切出風(fēng)速時(shí)，系統(tǒng)停機(jī)，輸出到電網(wǎng)的功率為零。整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制框圖如圖5所示整流器采樣電機(jī)輸出的電流厶，厶，/。，利用光電碼盤或者無(wú)速度傳感器得到電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角^，電流經(jīng)過(guò)派克變換得到電流的,分量^^和^的給定"做差后進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，輸出為人的給定《，厶給定為《，由電機(jī)側(cè)功率因數(shù)的要求給定，一般為零，使得電機(jī)輸出有功功率最大。i。和《作差，力和G作差后分別進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后加上以上兩個(gè)差的補(bǔ)償項(xiàng)^^^+^)和—"^^就可以得到整流器參考電壓的^分量仏和"，再經(jīng)過(guò)派克反變換得到三相電壓的計(jì)算結(jié)果""，"，",。最后經(jīng)過(guò)SVM算法得到控制信號(hào)，整流器在穩(wěn)定直流側(cè)電壓&的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出無(wú)功電流厶的控制。逆變器釆樣電網(wǎng)側(cè)電壓仏s，&，^和輸出到電網(wǎng)的電流^，厶m厶"經(jīng)過(guò)功率計(jì)算單元得到實(shí)際輸送到電阿的有勸功率P和無(wú)功功率Q。根據(jù)最大功率算法，利用有功功率P和電機(jī)轉(zhuǎn)速必得到電機(jī)最佳轉(zhuǎn)速參考"'，必'和必做差后經(jīng)過(guò)一個(gè)PI環(huán)，得到變流器輸入到電網(wǎng)的有功電流參考&，無(wú)功電流參考。一般給定為零，讓變流器輸入電網(wǎng)的有功功率最大，提高系統(tǒng)的效率。有功電流參考量&和無(wú)功電流參考量^和實(shí)際的有功無(wú)功電流分別做差后，經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器再加上以上兩個(gè)差補(bǔ)償項(xiàng)^AA和—^^A得到逆變器的電壓參考""'，再經(jīng)過(guò)派克反變換得到仏，"mi4。最后經(jīng)過(guò)一個(gè)SVPWM控制的PWM發(fā)生器就能令逆變器工作在電網(wǎng)功率因數(shù)為1。由于有功功率等于電壓、電流和功率因數(shù)三者的乘積，而功率因數(shù)總是小于等于l，所以，當(dāng)電網(wǎng)功率因數(shù)為1時(shí)，輸入到電網(wǎng)的有功功率最大。權(quán)利要求1.一種用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的五電平H橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器，其特征是，該變流器由六個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元A，B，C、D，E，F(xiàn)組成，A，B，C三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元組成整流組，D，E，F(xiàn)三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元組成逆變組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)濾波電感與整流組相連，整流組的六路輸出分別經(jīng)過(guò)直流母線電容Ca1，Ca2、Cb1，Cb2、Cc1，Cc2穩(wěn)壓后與逆變組連接，逆變組的三相輸出經(jīng)過(guò)濾波電感La`，Lb`，Lc`濾波后并到電網(wǎng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五電平H橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器，其特征是，每個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元由8個(gè)開關(guān)管Q廣Q8組成，其中開關(guān)管Ql和開關(guān)管Q4串聯(lián)后與開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q3串聯(lián)，Ql、Q2、Q3、Q4的串連支路再和直流母線電容a,并聯(lián)，并聯(lián)后開關(guān)管Q2的陽(yáng)極和Q3的陰極組成了直流輸入或輸出端口Al;開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q8串聯(lián)后與開關(guān)管Q6和開關(guān)管Q7串聯(lián)，Q5、Q6、Q7、Q8的串連支路再和直流母線電容Ca2并聯(lián)，并聯(lián)后開關(guān)管Q6的陽(yáng)極和Q7的陰極組成了直流輸入或輸出端口A2;開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q3之間的引出線連接到開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q8之間；在開關(guān)管Ql和開關(guān)管Q4之間和開關(guān)管Q6和開關(guān)管Q7之間的兩根引出線同時(shí)作為交流電的單相輸入或輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五電平H橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器，其特征是，整流組的A，B,C三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的三對(duì)輸入各取同側(cè)的一根線通過(guò)濾波電感La，Lb，L。與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接，剩余三根線連接在一起作為中性點(diǎn)N;整流組A，B，C三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的六對(duì)輸出A1、A2、Bl、B2、Cl和C2通過(guò)直流母線電容CM，Q、Cb),Cb2、C。,和C。2接到逆變組D,E，F(xiàn)三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的六對(duì)輸入A1、A2,、Bl、B2、Cl和C2。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五電平H橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器，其特征是，逆變組的D,E,F三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元的三對(duì)輸出各取一根線通過(guò)濾波電感與電網(wǎng)連接，剩余三根線連接在一起作為中性點(diǎn)N。全文摘要一種用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的五電平H橋級(jí)聯(lián)背靠背變流器，由六個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元級(jí)聯(lián)而成。變流器交流輸入端與永磁同步發(fā)電機(jī)的定子側(cè)輸出端子相連，輸出端接到電網(wǎng)。六個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元分為整流組和逆變組，三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元組成的整流組將風(fēng)機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換成六路輸出的直流，這六路輸出直流經(jīng)過(guò)各自的直流母線電容，輸入到三個(gè)五電平H橋級(jí)聯(lián)單元組成的逆變組中，逆變組最后輸出五電平的交流電，并到電網(wǎng)。變流器用數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP控制，采用載波相移控制方法。本發(fā)明順應(yīng)了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的容量不斷增加的趨勢(shì)，可勝任兆瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電直驅(qū)系統(tǒng)的要求，明顯改善了輸出到電網(wǎng)電壓波形的形狀，更好地滿足了電網(wǎng)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。文檔編號(hào)H02M7/483GK101345423SQ200810106038公開日2009年1月14日申請(qǐng)日期2008年5月7日優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日發(fā)明者穎朱,李建林,許洪華,斌趙申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所