一种适用于多模块并联变流器的控制系统的制作方法

本技术属于风力发电及电力电子，应用于风电机组变流器的控制过程中，具体为一种适用于多模块并联变流器的控制系统。

背景技术：

1、随着风电机组单机功率的不断增大，与其配套的风电变流器容量也随之增大。为了满足大兆瓦风电机组的变流器需求，如今的风电变流器多采用多模块并联拓扑结构。

2、对于4mw以下全功率风电变流器，其电网侧变流组件与电机侧变流组件的并联模块一般采用两电平三相桥式拓扑结构；而对于4mw以上全功率风电变流器，并联模块多采用三电平三相桥式拓扑结构。

3、为了实现风电变流器的控制，需要采集变流器中各模块组件的电流与电压等信号，经过控制运算，得到用于变流器控制开关的pwm脉宽调制信号。但是，现有技术中，基于多并联模块的风电变流器，其采样的信号与输出的pwm信号数量过于庞大，给风电变流器控制系统的设计带来了挑战；另一方面，为了实现多并联模块布局下，并联变流器的可靠控制，还需实现并联模块之间的协同控制，这些设计研究均是本领域技术人员的关注要点。

技术实现思路

1、本实用新型针对背景技术中的现状，其目的是想要解决多模块风电变流器中采样信号多与脉冲信号多的问题，实现对变流器内部各功率模块的协同控制。对此，本实用新型给出了新的系统硬件连接架构，能够顺利满足多模块并联变流器中信号采集多和pwm脉宽调制信号多的需求，最终提升风电机组中变流器的控制性能。

2、本实用新型采用了以下技术方案来实现目的：

3、一种适用于多模块并联变流器的控制系统，所述系统包括中央控制器和至少一个分散式控制器；所述中央控制器配置于风电机组的变流器中，所述变流器内部包括多个变流组件；所述中央控制器通信连接所述分散式控制器，每个所述分散式控制器电连接一个或多个所述变流组件。

4、优选的，所述中央控制器与所述分散式控制器之间采用光纤连接方式。

5、具体的，所述变流组件包括电机侧并联模块和电网侧并联模块，电机侧并联模块和电网侧并联模块均为风电机组功率模块。

6、进一步的，所述中央控制器包括第一处理器芯片，所述第一处理器芯片连接有脉冲运算模块；所述脉冲运算模块用于接收采样信号，产生脉冲信号；所述中央控制器用于将所述脉冲信号发送至所述分散式控制器。

7、优选的，所述第一处理器芯片还连接有信号诊断模块；所述信号诊断模块用于接收采样信号，产生数字调控信号；所述中央控制器用于将所述数字调控信号发送至所述分散式控制器。

8、进一步的，所述分散式控制器包括第二处理器芯片，所述第二处理器芯片连接有信号调理电路；所述信号调理电路用于采样并调理变流组件的状态信号，产生对应的采样信号；所述分散式控制器用于将所述采样信号发送至所述中央控制器。

9、具体的，所述状态信号包括变流组件的电压信号、电流信号和温度信号；所述信号调理电路内置有ad采样信号口，所述ad采样信号口用于进行所述状态信号的ad转换过程，并对外产生采样信号。

10、进一步的，所述第二处理器芯片连接有脉冲调制模块；所述脉冲调制模块用于接收脉冲信号，调制产生pwm信号；所述分散式控制器用于将所述pwm信号发送至所述变流组件中，实现变流组件的控制。

11、优选的，所述第二处理器芯片还连接有数字信号电平转换电路；所述数字信号电平转换电路用于所述pwm信号的驱动放大与电平转换。此电路还可实现处理器io口与各类信号的输入、输出接口的电平兼容过程。

12、优选的，所述第二处理器芯片还连接有故障保护电路；所述故障保护电路用于接收数字调控信号，对pwm信号进行封锁及使能控制。

13、具体的，所述第二处理器芯片还连接有处理器综合电路，此电路包括光纤通信过程的外围处理电路、支持ad采样信号口功能的ad采样电路及处理器芯片外围电路；在该电路基础上辅以处理器自身软件，实现光纤通信、采样和pwm调制等功能。

14、综上所述，由于采用了本技术方案，本实用新型的有益效果如下：

15、1、本实用新型能够满足多模块并联变流器信号采集多和pwm脉宽调制信号多的需求；

16、2、本实用新型中，控制系统的中央控制器与分散式控制器之间，采用光纤连接，信号传输可靠；控制系统整体采用了模块化设计，通过增加分散式控制器的方式，可以满足更多并联模块拓扑的变流器控制需求；

17、3、本实用新型中，中央控制器能够获取变流器的所有采样信号，可以对变流器进行全面、准确的状态检测与诊断，顺利提升变流器的控制性能。

技术特征：

1.一种适用于多模块并联变流器的控制系统，其特征在于：所述系统包括中央控制器和至少一个分散式控制器；所述中央控制器配置于风电机组的变流器中，所述变流器内部包括多个变流组件；所述中央控制器通信连接所述分散式控制器，每个所述分散式控制器电连接一个或多个所述变流组件；

2.根据权利要求1所述的一种适用于多模块并联变流器的控制系统，其特征在于：所述第一处理器芯片还连接有信号诊断模块；所述信号诊断模块用于接收采样信号，产生数字调控信号；所述中央控制器用于将所述数字调控信号发送至所述分散式控制器。

3.根据权利要求1所述的一种适用于多模块并联变流器的控制系统，其特征在于：所述状态信号包括变流组件的电压信号、电流信号和温度信号；所述信号调理电路内置有ad采样信号口，所述ad采样信号口用于进行所述状态信号的ad转换过程，并对外产生采样信号。

4.根据权利要求1所述的一种适用于多模块并联变流器的控制系统，其特征在于：所述第二处理器芯片还连接有数字信号电平转换电路；所述数字信号电平转换电路用于所述pwm信号的驱动放大与电平转换。

5.根据权利要求1所述的一种适用于多模块并联变流器的控制系统，其特征在于：所述第二处理器芯片还连接有故障保护电路；所述故障保护电路用于接收数字调控信号，对pwm信号进行封锁及使能控制。

技术总结本技术提供一种适用于多模块并联变流器的控制系统，属于风力发电及电力电子技术领域；控制系统包括中央控制器和至少一个分散式控制器；中央控制器配置于风电机组的变流器中，变流器内部包括多个变流组件；中央控制器采用光纤连接方式通信连接分散式控制器，每个分散式控制器电连接一个或多个变流组件；其中，变流组件包括电机侧并联模块和电网侧并联模块，均为风电机组的功率模块；中央控制器接收采样信号，将运算后的脉冲信号发送至分散式控制器，分散式控制器将脉冲信号调制为PWM信号，进行变流组件的控制；本技术通过新的系统硬件连接架构，能够顺利满足多模块并联变流器中信号采集多和PWM脉宽调制信号多的需求。技术研发人员：吴小田,莫斌,曾东,刘佳佳,强喜臣,岳伟,余业祥受保护的技术使用者：东方电气风电股份有限公司技术研发日：20231013技术公布日：2024/7/25