本實用新型涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機組及其機側(cè)濾波裝置。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機與高壓電網(wǎng)之間設(shè)置有整流器，整流器通過控制電力電子器件的開關(guān)，控制功率器件的開通和關(guān)斷時間，以提高輸出電壓。使輸送至高壓電網(wǎng)的電壓滿足高壓電網(wǎng)的需求。

由于整流器中含有絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)開關(guān)器件，此開關(guān)器件在開關(guān)的過程中會產(chǎn)生脈沖電壓(即高頻電壓)，該高頻電壓經(jīng)過長距離的動力電纜傳輸后，在風(fēng)力發(fā)電機的電機端會形成很高的尖峰電壓(差模電壓和共模電壓)，會破壞風(fēng)力發(fā)電機的絕緣，降低風(fēng)力發(fā)電機使用壽命。為了降低逆變器所產(chǎn)生的高頻電壓對風(fēng)力發(fā)電機的影響，通常，采用如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，電阻Rx、電容Cx和電感L組成LRC濾波器。

然而，上述結(jié)構(gòu)的機側(cè)濾波裝置具有以下不足之處：首先，圖1中所示的電阻Rx與電容Cx串聯(lián)，因此對于高頻電壓來說，電阻Rx與電容Cx形成了一條低阻抗的通路，使得流經(jīng)電阻Rx的電流較大，導(dǎo)致其發(fā)熱嚴重。從而縮短了電阻的使用壽命，增加了濾波器的損耗，進而增加了風(fēng)力發(fā)電機組的損耗；其次，電阻Rx的發(fā)熱會對與濾波器連接的動力線纜和器件造成熱輻射，導(dǎo)致機側(cè)整流器可靠性的降低；再次，由于電阻Rx、電容Cx和電感L集成在相對封閉的殼體內(nèi)，電阻Rx的發(fā)熱會使得LRC濾波器內(nèi)的電容Cx、電感L的溫升增加。因此，需要選擇溫升較高的電容Cx與電感L，導(dǎo)致濾波器的設(shè)計成本增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例的目的在于，提供一種風(fēng)力發(fā)電機組及其機側(cè)濾波裝置，在實現(xiàn)濾波性能的同時，減少電阻的發(fā)熱。從而增加電阻的使用壽命，降低濾波器的損耗和設(shè)計成本，進而降低風(fēng)力發(fā)電機組的損耗，并且提高機側(cè)整流器的可靠性。

為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型的實施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置，所述裝置包括：LRC濾波器，所述LRC濾波器連接在風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)整流器的交流側(cè)；所述LRC濾波器包括電感、電阻和濾波電容電路，所述電感串聯(lián)在所述機側(cè)整流器的交流側(cè)，所述電阻與所述電感并聯(lián)，所述濾波電容電路與所述電感并聯(lián)，所述濾波電容電路包括星形連接的三個濾波電容。

優(yōu)選地，所述LRC濾波器和發(fā)電機通過長線電纜串聯(lián)，所述機側(cè)濾波裝置還包括連接在所述發(fā)電機和所述電感之間的所述長線電纜的分布電感。

優(yōu)選地，所述機側(cè)濾波裝置還包括星形連接的三個所述長線電纜的分布電容，三個分布電容組成的電路與所述分布電感并聯(lián)。

優(yōu)選地，所述機側(cè)濾波裝置還包括接地電容，所述接地電容與所述濾波電容電路串聯(lián)后接地。

優(yōu)選地，所述機側(cè)濾波裝置還包括與所述接地電容串聯(lián)的接地電阻。

本實用新型的實施例還提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組，所述風(fēng)力發(fā)電機組包括：依次連接的葉輪、發(fā)電機、如前述實施例所述的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置、機側(cè)整流器、直流母線、網(wǎng)側(cè)逆變器、網(wǎng)側(cè)濾波器和并網(wǎng)變壓器。

優(yōu)選地，所述發(fā)電機為永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機或風(fēng)力雙饋發(fā)電機。

本實用新型實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組及其機側(cè)濾波裝置，通過將RLC濾波器中的電阻與電感并聯(lián)，在實現(xiàn)濾波性能的同時，減少了電阻的發(fā)熱，從而增加了電阻的使用壽命，降低了濾波器的損耗，提高了機側(cè)整流器的可靠性，進而降低了風(fēng)力發(fā)電機組的損耗。同時，由于電阻發(fā)熱的減少，無需選擇溫升較高的電容與電感，進而降低了濾波器的設(shè)計成本。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；為方便理解，圖中示出了發(fā)電機和整流器；

圖2為本實用新型實施例一的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；為方便理解，圖中示出了發(fā)電機和機側(cè)整流器；

圖3為本實用新型實施例二的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；為方便理解，圖中示出了發(fā)電機和機側(cè)整流器。

附圖標號說明

1-LRC濾波器、2-濾波電容電路、R-電阻、L-電感、Cx-濾波電容、L1-分布電感、Cx1-分布電容、Cy-接地電容、Ry-接地電阻。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型實施例風(fēng)力發(fā)電機組及其機側(cè)濾波裝置進行詳細描述。

實施例一

圖2為本實用新型實施例一的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖2，風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置包括：LRC濾波器1，該LRC濾波器1連接在風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)整流器的交流側(cè)；LRC濾波器1包括電感L、電阻R和濾波電容電路2，電感L串聯(lián)在機側(cè)整流器的交流側(cè)，電阻R與電感L并聯(lián)，濾波電容電路2與電感L并聯(lián)，濾波電容電路2包括星形連接的三個濾波電容Cx。

需要說明的是，由于電阻R并聯(lián)到電感L上，為避免濾波電容Cx上出現(xiàn)震蕩，在滿足性能要求的情況下，濾波電容Cx可以選取容值小的電容，從而降低濾波器的成本。

與現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置中LRC濾波器相比，將圖1所示的電阻Rx與濾波電容Cx串聯(lián)的連接結(jié)構(gòu)，改成本實施例中的電阻R與電感L并聯(lián)的連接結(jié)構(gòu)。需要說明的是，由于電阻R不再與電容串聯(lián)時，電阻R的阻抗對于高頻電壓來說比較大，因此，能夠流經(jīng)電阻R的電流很小，所以可以減少電阻R的發(fā)熱。

此外，通過將LRC濾波器1連接在機側(cè)整流器的交流側(cè)，其中并聯(lián)的電感L和電阻R，可以延緩機側(cè)整流器輸出的脈沖電壓的上升速率(即降低du/dt)，使得脈沖電壓的上升時間與正常電壓波的傳輸時間匹配。同時，電阻R還可以通過發(fā)熱的方式，消耗掉一部分高頻電壓，以達到降低高頻電壓的目的，縮短脈沖電壓的上升時間與電壓波的傳輸時間匹配的過渡過程時間，從而起到降低共模電壓和差模電壓的作用，減少了對風(fēng)力發(fā)電機組的破壞，提高了風(fēng)力發(fā)電機組的使用壽命。

本實用新型實施例的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置，通過將RLC濾波器中的電阻與電感并聯(lián)，在實現(xiàn)濾波性能的同時，減少了電阻的發(fā)熱，從而增加了電阻的使用壽命，降低了濾波器的損耗，提高了機側(cè)整流器的可靠性，進而降低了風(fēng)力發(fā)電機組的損耗。同時，由于電阻發(fā)熱的減少，無需選擇溫升較高的電容與電感，進而降低了濾波器的設(shè)計成本。

實施例二

圖3為本實用新型實施例二的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖?？梢暈閳D2所示裝置實施例的一種具體實現(xiàn)方式。參照圖3，相比圖2所示實施例的裝置結(jié)構(gòu)，圖3中分別增加了分布電感L1、分布電容Cx1、接地電容Cy和接地電阻Ry。

其中，LRC濾波器1和發(fā)電機通過長線電纜串聯(lián)，機側(cè)濾波裝置還可包括連接在發(fā)電機和電感L之間的長線電纜的分布電感L1。

更進一步地，機側(cè)濾波裝置還可包括星形連接的三個長線電纜的分布電容Cx1，三個分布電容Cx1組成的電路與分布電感L1并聯(lián)。

優(yōu)選地，機側(cè)濾波裝置還包括接地電容Cy，接地電容Cy與濾波電容電路2串聯(lián)后接地。

進一步地，機側(cè)濾波裝置還包括與接地電容Cy串聯(lián)的接地電阻Ry。

本實用新型實施例的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置，在圖2所示實施例的基礎(chǔ)上，還具有如下技術(shù)效果：

第一，本實施例通過星形連接的濾波電容Cx，為差模干擾提供低通濾波通路；

第二，通過在星形連接的濾波電容Cx中點處串聯(lián)的接地電容Cy和接地電阻Ry，為差模干擾和共模干擾提供低通濾波通路，并將共模干擾通過電阻發(fā)熱的形式消耗掉；

第三，由于考慮了機側(cè)整流器與發(fā)電機之間長線纜的等效高頻分布參數(shù)，即分布電感L1和分布電容Cx1。從而在設(shè)計過程中降低了電感L的感值和濾波電容Cx的容值，進而減小了電感L的體積，降低了濾波器的成本。

實施例三

風(fēng)力發(fā)電機組包括：依次連接的葉輪、發(fā)電機、如前述實施例一或者實施例二所述的風(fēng)力發(fā)電機組的機側(cè)濾波裝置、機側(cè)整流器、直流母線、網(wǎng)側(cè)逆變器、網(wǎng)側(cè)濾波器和并網(wǎng)變壓器。這里，發(fā)電機可以為永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機或風(fēng)力雙饋發(fā)電機，但不限于此。

本實用新型實施例的風(fēng)力發(fā)電機組，利用包括具有電阻與電感并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的RLC濾波器的機側(cè)濾波裝置，在實現(xiàn)濾波性能的同時，減少了電阻的發(fā)熱，從而增加了電阻的使用壽命，降低了濾波器的損耗，提高了機側(cè)整流器的可靠性，進而降低了風(fēng)力發(fā)電機組的損耗。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。