CN108964435A - 风电变流器的启动方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风电变流器的启动方法及系统，该方法包括：辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至直流母线的电压达到预设防冲击电压值；辅助变流器检测装置对直流母线进行恒流充电直至直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向直流母线恒定输出预设安全启动电压值；变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障；若功率模块和制动回路均未发生故障，则变流控制器控制风电变流器启动。使变流控制器对功率模块和制动回路进行故障检测时，有效防止爆炸或其他安全隐患的发生。

Description

风电变流器的启动方法及系统

技术领域

本发明实施例涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电变流器的启动方法及系统。

背景技术

在风电变流器中为了更好的电气隔离，功率模块的供电采用直流取电技术。直流取电技术是指利用风电变流器的直流母线电压作为输入，来输出功率模块的驱动板所需的弱电。

目前常规的采用直流取电技术的风电变流器，直流取电技术的直流母线的最小输入电压一般不会太低，在400V～1400V范围内才能输出使功率模块的驱动板正常工作的24V电压。而在风力发电机组预充电过程中直流母线的电压会上升很快，一般在10秒内就会达到1050V的额定直流母线电压。而在功率模块的驱动板开始得到24V电压，到加载功率模块的驱动板的内部程序以实现对功率模块是否发生故障的检测会有一个过程，在驱动板加载完内部程序时直流母线电压已经上升很高了，若此时有功率模块存在故障，则极易引发爆炸的严重后果。

目前常规的采用直流取电技术的风电变流器，制动回路作为风电变流器的重要的一道保险，起着能量泻放的作用，也需要在预充电电压较小时进行制动回路是否发生故障的检测，而采用常规的直流取电技术后，也面临着在直流母线电压已经上升很高的情况下进行制动回路是否发生故障的检测的问题，不能在预充电电压较小时完成检验，也使风电变流器存在安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供一种风电变流器的启动方法和系统，解决了现有的采用直流取电技术的风电变流器启动前进行功率模块和制动回路的检测时极易引发爆炸的严重后果或使风电变流器存在安全隐患的技术问题。

本发明实施例提供一种风电变流器的启动方法，包括：

辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至所述直流母线的电压达到预设防冲击电压值；

所述辅助变流器检测装置对所述直流母线进行恒流充电直至所述直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值；

变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障；

若所述功率模块和所述制动回路均未发生故障，则所述变流控制器控制所述风电变流器启动。

本发明实施例提供一种风电变流器的启动系统，包括：辅助变流器检测装置及变流控制器；

所述辅助变流器检测装置与风电变流器的直流母线电连接，所述变流控制器与所述风电变流器的功率模块及制动回路电连接；

所述辅助变流器检测装置，用于对风电变流器的直流母线进行预充电直至所述直流母线的电压达到预设防冲击电压值；对所述直流母线进行恒流充电直至所述直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值；

所述变流控制器用于：检测功率模块和制动回路是否发生故障；若所述功率模块和所述制动回路均未发生故障，则所述变流控制器控制所述风电变流器启动。

本发明实施例提供一种风电变流器的启动方法及系统，通过辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至所述直流母线的电压达到预设防冲击电压值；所述辅助变流器检测装置对所述直流母线进行恒流充电直至所述直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值；变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障；若所述功率模块和所述制动回路均未发生故障，则所述变流控制器控制所述风电变流器启动。由于辅助变流器检测装置首先对直流母线进行预充电然后进行恒流充电，使直流母线电压一直维持在预设安全启动电压值的恒压下，所以变流控制器对功率模块和制动回路进行故障检测时，能够保证在直流母线恒定的较低的电压下进行，使功率模块和制动回路中即使存在故障，也能够保证功率模块和制动回路中元器件的安全，有效防止爆炸或其他安全隐患的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明风电变流器的启动方法实施例一的流程图；

图2为本发明风电变流器的启动方法实施例二的流程图；

图3为本发明风电变流器的启动方法实施例三的流程图；

图4为本发明风电变流器的启动系统实施例一的结构示意图；

图5为本发明风电变流器的启动系统实施例二中风电变流器的功率模块的电路结构示意图；

图6为本发明风电变流器的启动系统实施例二中辅助变流器检测装置的第一电路结构示意图；

图7为本发明风电变流器的启动系统实施例二中辅助变流器检测装置的第二电路结构示意图。

符号说明

43-风电变流器 431a-机侧整流功率模块 431b-网侧逆变功率模块 432-制动回路 43101-直流取电电源 43102-驱动板 433-机侧开关 434-防雷模块 435-du/dt滤波器436-熔断器 437-网侧电感 438-断路器 439-预充电模块 4310-交流滤波模块 4311-电流传感器 4312-升压变压器 41-辅助变流器检测装置 411-控制装置 412-供电装置 412a-IGBT模块 413-开关电路 413a-第一开关电路 413b-第二开关电路 42-变流控制器

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

为了清楚起见，首先说明本发明使用的特定词或短语的定义。

直流取电技术：利用风电变流器的直流母线电压作为输入，来输出功率模块的驱动板所需的弱电的技术。其中，风电变流器的直流母线电压可以为400V～1400V，如为额定电压1050V，功率模块的驱动板所需的弱电可以为24V。

图1为本发明风电变流器的启动方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的执行主体为风电变流器的启动系统，该风电变流器的启动系统包括辅助变流器检测装置及变流控制器；辅助变流器检测装置与风电变流器的直流母线电连接，变流控制器与风电变流器的功率模块及制动回路电连接。则本实施例提供的风电变流器的启动方法包括以下几个步骤。

步骤101，辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至直流母线的电压达到预设防冲击电压值。

具体地，图4为本发明风电变流器的启动系统实施例一的结构示意图，如图4所示，本实施例中，辅助变流器检测装置与风电变流器的直流母线电连接，用于对风电变流器的直流母线进行充电，其中，在辅助变流器检测装置中具有能进行充电放电的元器件和电路结构。

本实施例中，为了防止大电流对风电变流器中的直流电容的冲击，首先通过对辅助变流器检测装置中的电路设置，使辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电，并检测直流母线中的电压值，当直流母线中的电压值升至预设防冲击电压值时，停止对直流母线的预充电。

其中，本实施例中对预设防冲击电压值不做限定，如可以为100V，200V，或其他能够防冲击的电压值。

步骤102，辅助变流器检测装置对直流母线进行恒流充电直至直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向直流母线恒定输出预设安全启动电压值。

具体地，本实施例中，通过对辅助变流器检测装置中的电路再次设置，使辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行恒流充电，并检测直流母线的电压值，当直流母线的电压值升至预设安全启动电压值时，继续对辅助变流器检测装置中的电路进行控制，保持恒压输出，则直流母线的电压值也保持在预设安全启动电压值的恒压下。在直流母线的电压值在预设安全启动电压值下时，功率模块的驱动板启动。

其中，预设安全启动电压值为能够保证功率模块的驱动板启动的情况下，使功率模块及制动回路中对电压敏感的元器件能够安全工作的电压。常规的直流母线电压在400V～1400V时，能够使功率模块的驱动板启动，则该预设安全启动电压值可以为等于或略大于400V的电压值，如可以为400V，410V等。

步骤103，变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障。

其中，如图4所示，制动回路包括制动功率模块和制动电阻，其中，制动功率模块的电路结构和风电变流器中其它功率模块的电路结构相同。制动回路在制动功率模块的驱动板启动后，通过接收制动回路中的制动功率模块的驱动板的启动指令，使制动功率模块中的IGBT进行开通和关断，来将直流母线的能量泄放到制动电阻中，起到能量泻放保护风电变流器的作用。

其中，如图4所示，在风电变流器中包括13个功率模块。功率模块类型包括：机侧整流功率模块、网侧逆变功率模块和制动功率模块。

具体地，本实施例中，由于制动回路中也包括功率模块，变流控制器可首先检测风电变流器中所有功率模块是否发生故障，然后检测制动回路是否发生故障。具体地，本实施例中，变流控制器可通过检测功率模块中的电流、电压等参数来判断功率模块是否发生故障，并通过开通制动回路中的IGBT，判断制动回路中是否存在电流来检测制动回路是否发生故障。若制动回路中未有电流，则说明制动回路有故障。其中，功率模块和制动回路中的故障可以为接线错误，或者电路元器件的损坏等。

本实施例中，对变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障的方式不做限定，如可以为将检测程序分别存入到功率模块和制动回路的驱动板中，在功率模块和制动回路的驱动板启动后，运行检测程序，检测功率模块和制动回路是否发生故障。或者，还可以为在变流控制器监测到功率模块和制动回路的驱动板启动后，向功率模块和制动回路的驱动板分别发送故障检测指令，使功率模块和制动回路的驱动板根据故障检测指令进行故障检测。

需要说明的是，本实施例中，变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障的整个过程是在直流母线电压保持在预设安全启动电压值下进行的。

步骤104，若功率模块和制动回路均未发生故障，则变流控制器控制风电变流器启动。

具体地，本实施例中，若变流控制器确定功率模块和制动回路均未发生故障，则说明风电变流器不存在安全隐患，则控制风电变流器启动。

本实施例提供的风电变流器的启动方法，通过辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至直流母线的电压达到预设防冲击电压值；辅助变流器检测装置对直流母线进行恒流充电直至直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向直流母线恒定输出预设安全启动电压值；变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障；若功率模块和制动回路均未发生故障，则变流控制器控制风电变流器启动。由于辅助变流器检测装置首先对直流母线进行预充电然后进行恒流充电，使直流母线电压一直维持在预设安全启动电压值的恒压下，所以变流控制器对功率模块和制动回路进行故障检测时，能够保证在直流母线恒定的较低的电压下进行，使功率模块和制动回路中即使存在故障，也能够保证功率模块和制动回路中元器件的安全，有效防止爆炸或其他安全隐患的发生。

图2为本发明风电变流器的启动方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例提供的风电变流器的启动方法，是在本发明风电变流器的启动方法实施例一的基础上，对步骤101-步骤103的进一步细化，则本实施例提供的风电变流器的启动方法包括以下步骤。

步骤201，变流控制器控制辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电。

步骤202，变流控制器判断风电变流器的直流母线的电压是否达到预设防冲击电压值，若是，则执行步骤203，否则，执行步骤201。

步骤203，变流控制器控制辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行恒流充电。

步骤204，变流控制器判断风电变流器的直流母线的电压是否达到预设安全启动电压值，若是，则执行步骤205，否则，执行步骤203。

步骤205，变流控制器控制辅助变流器检测装置向直流母线恒定输出预设安全启动电压值。

结合步骤201-步骤205对本实施例进行说明。进一步地，本实施例中，变流控制器控制辅助变流器检测装置的充电动作和供电动作，充电动作包括对风电变流器的直流母线进行预充电、以及对直流母线进行恒流充电；供电动作包括向直流母线恒定输出预设安全启动电压值。

其中，辅助变流器检测装置包括供电装置与开关电路。供电装置通过开关电路连接直流母线，变流控制器与开关电路电连接；开关电路包括第一开关电路及用于预充电的第二开关电路。

具体地，变流控制器控制第一开关电路断开、第二开关电路导通，控制供电装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至直流母线的电压达到预设防冲击电压值；变流控制器控制第一开关电路导通，控制供电装置恒流输出，直至直流母线的电压达到预设安全启动电压值，之后控制供电装置向直流母线恒定输出预设安全启动电压值。

步骤206，变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障，若否，则执行步骤207，否则，执行步骤208。

进一步地，本实施例中，变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障具体包括：

首先，变流控制器接收第一状态信息，第一状态信息是功率模块的驱动板在直流母线达到预设安全启动电压值时对功率模块是否发生故障进行检测得到的；变流控制器根据第一状态信息判断功率模块是否发生故障。

具体地，本实施例中，在每个功率模块的驱动板的存储芯片里存储有检测程序，在功率模块的驱动板得电后，运行检测程序，实现对对应功率模块的检测，并生成该功率模块的第一状态信息，在第一状态信息中携带该功率模块是否发生故障的标识，并将该第一状态信息发送给变流控制器，变流控制器根据该第一状态信息中的是否发生故障的标识判断该功率模块是否发生故障。

其次，变流控制器向制动回路中的制动功率模块发送故障检测指令，以使制动功率模块对制动回路中是否有电流进行检测，得到第二状态信息；变流控制器接收制动功率模块发送的第二状态信息；变流控制器根据第二状态信息判断制动回路是否发生故障。

具体地，本实施例中，在制动回路中包括制动功率模块和制动电阻，制动回路功率模块进行自检并将第一状态信息发送给变流控制器后，只能确定该制动回路中的制动功率模块是否发生了故障，不能确定整个制动回路是否发生故障，所以变流控制器需要向制动回路的制动功率模块发送故障检测指令，以使制动功率模块对制动回路中是否有电流进行检测。若制动回路中未有电流，则说明制动回路有故障，生成第二状态信息，第二状态信息中携带制动回路是否发生故障的标识，变流控制器根据该标识判断制动回路是否发生故障。

步骤207，变流控制器控制风电变流器启动。

执行完步骤207后执行步骤209。

步骤208，变流控制器禁止风电变流器启动。

执行完步骤208后，执行步骤211。

具体地，本实施例中，在直流母线电压值保持在预设安全启动电压值下，检测功率模块和制动回路是否均未发生故障，若变流控制器确定功率模块和制动回路均未发生故障，则说明风电变流器不存在安全隐患，可正常工作，则控制风电变流器启动，即控制风电变流器中的断路器闭合，若变流控制器确定功率模块和制动回路至少一个发生故障，则说明风电变流器不能正常工作，则禁止风电变流器启动，即控制风电变流器中的断路器保持在断开状态。

步骤209，变流控制器控制辅助变流器检测装置接收从直流母线释放的电能到供电装置。

步骤210，变流控制器判断辅助变流器检测装置的供电装置的电压是否达到预设充电电压值，若是，则执行步骤211，否则，执行步骤209。

步骤211，变流控制器控制辅助变流器检测装置断开与风电变流器的电连接。

进一步地，辅助变流器检测装置的供电装置包括超级电容器及IGBT模块，IGBT模块的一端连接超级电容器，另一端通过开关电路连接直流正母线。

结合步骤209-步骤211进行说明。进一步地，本实施例中，辅助变流器检测装置的供电装置需要及时的补充电能，以备下次风电变流器启动前的故障检测对直流母线进行预充电和恒流充电。具体地，变流控制器控制第一开关电路导通，且控制IGBT模块接收从直流母线释放的电能到超级电容器中；若确定超级电容器的电压值达到预设充电电压值，则变流控制器控制第一开关电路和第二开关电路断开，以实现辅助变流器检测装置断开与风电变流器的电连接。

本实施例提供的风电变流器的启动方法，通过变流控制器控制辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电；变流控制器判断风电变流器的直流母线的电压是否达到预设防冲击电压值，若是，则变流控制器控制辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行恒流充电；变流控制器判断风电变流器的直流母线的电压是否达到预设安全启动电压值，若是，则变流控制器控制辅助变流器检测装置向直流母线恒定输出预设安全启动电压值；变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障，若否，则变流控制器控制风电变流器启动，若是，则变流控制器禁止风电变流器启动；变流控制器控制风电变流器启动后，变流控制器控制辅助变流器检测装置接收从直流母线释放的电能到供电装置，变流控制器判断辅助变流器检测装置的供电装置的电压是否达到预设充电电压值，若是，则变流控制器控制辅助变流器检测装置断开与风电变流器的电连接，能够保证在启动风电变流器前变流控制器对功率模块和制动回路进行故障检测时，有效防止爆炸或其他安全隐患的发生，而且能够保证辅助变流器检测装置的电量充足，能够及时对风电变流器的直流母线进行预充电和恒流充电。并且由变流控制器直接对辅助变流器检测装置进行控制，可节约成本。

图3为本发明风电变流器的启动方法实施例三的流程图，如图3所示，本实施例提供的风电变流器的启动方法，是在本发明风电变流器的启动方法实施例一的基础上，对步骤101-步骤103的进一步细化。

本实施例中，图6为本发明风电变流器的启动系统实施例二中辅助变流器检测装置的第一电路结构示意图，如图6所示，辅助变流器检测装置包括控制装置、供电装置与开关电路，供电装置通过开关电路连接直流母线；控制装置与开关电路电连接；开关电路包括第一开关电路及用于预充电的第二开关电路。第一开关电路和第二开关电路并联。第一开关电路包括第一开关，第二开关电路包括第二开关和电阻，第二开关和电阻串联。

需要说明的是，本实施例提供的风电变流器的启动方法相较于本发明风电变流器的启动方法实施例一，辅助变流器检测装置的充电动作和供电动作均由辅助变流器检测装置中的控制装置进行控制，而非由变流控制器进行控制。则本实施例提供的风电变流器的启动方法包括以下步骤。

步骤301，控制装置控制第一开关电路断开、第二开关电路导通，控制供电装置对风电变流器的直流母线进行预充电。

步骤302，控制装置判断风电变流器的直流母线的电压是否达到预设防冲击电压值，若是，则执行步骤303，否则，执行步骤301。

步骤303，控制装置控制第一开关电路导通，控制供电装置恒流输出。

步骤304，控制装置判断风电变流器的直流母线的电压是否达到预设安全启动电压值，若是，则执行步骤305，否则执行步骤303。

步骤305，控制装置控制供电装置向直流母线恒定输出预设安全启动电压值。

结合步骤301-步骤305进行说明。进一步地，本实施例中，控制装置控制第一开关电路断开、第二开关电路导通，控制供电装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至直流母线的电压达到预设防冲击电压值，然后控制装置控制第一开关电路导通，控制供电装置恒流输出，直至直流母线的电压达到预设安全启动电压值，之后控制供电装置向直流母线恒定输出预设安全启动电压值。

其中，图7为本发明风电变流器的启动系统实施例二中辅助变流器检测装置的第一电路结构示意图，如图7所示，辅助变流器检测装置的供电装置包括超级电容器及IGBT模块，IGBT模块的一端连接超级电容器，另一端通过开关电路连接直流正母线。

其中，辅助变流器检测装置还包括电感，及与IGBT模块并联的稳压器件。IGBT模块包括：串联的上管IGBT和下管IGBT；上管IGBT与开关电路电连接，下管IGBT与直流负母线电连接。包括所述电感与所述超级电容的串联支路与所述下管IGBT并联。

在实际应用中，为了防止大电流对风电变流器中的稳压电容的冲击，首先控制装置控制辅助变流器检测装置对风电变流器直流母线进行预充电。具体地，控制第一开关电路的第一开关K1断开并控制第二开关电路中的第二开关K2导通，利用IGBT模块的上管IGBT的反并联二极管，以及电阻R，实现对风电变流器直流母线的预充电，电能从超级电容器C1流入到风电变流器的直流母线中，并检测直流母线的电压是否达到预设防冲击电压值，若直流母线的电压达到预设防冲击电压值，则停止预充电，控制装置控制辅助变流器检测装置进行恒流充电。具体地，控制第一开关电路中的第一开关K1导通，检验电感L中的电流，利用闭环控制，实现对风电变流器的直流母线的恒流充电。同时检验直流母线电压是否达到预设安全启动电压值，若达到预设安全启动电压值，则利用闭环控制，保持辅助变流器检测装置的恒压输出，使得电压稳定在预设安全启动电压值，则直流母线电压保持在预设安全启动电压下。在直流母线电压值达到预设安全启动电压值后，功率模块的驱动板启动。能够保证变流控制器对功率模块和制动回路进行检测的过程中，直流母线的电压值一直保持在预设安全启动电压值。

步骤306，变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障，若否，则执行步骤307，否则执行步骤308。

步骤307，变流控制器控制风电变流器启动。

执行完步骤307后执行步骤309。

步骤308，变流控制器禁止风电变流器启动。

执行完步骤308后执行步骤311。

步骤309，控制装置控制第一开关电路导通，且控制IGBT模块接收从直流母线释放的电能到超级电容器中。

步骤310，控制装置判断超级电容器的电压值达到预设充电电压值，若是，则执行步骤311，否则，执行步骤309。

步骤311，控制装置控制第一开关电路和第二开关电路断开。

结合步骤309-步骤311进行说明。进一步地，本实施例中，控制装置控制第一开关电路中的第一开关K1导通，检测电感L中的电流，进行闭环控制，并利用IGBT模块的导通，对超级电容器C1进行恒流充电，实现接收从直流母线释放的电能，给超级电容器C1储能。同时检验超级电容器C1的电压值是否达到预设充电电压值，若达到预设充电电压值，则控制停止充电，充电完成，并断开第一开关电路的第一开关K1和和第二开关电路的第二开关K2，以将辅助变流器检测装置从风电变流器中脱离，使风电变流器正常工作。

其中，本实施例中，预设充电电压值大于预设安全启动电压值，本实施例中对该数值不做限定。

需要说明的是，若变流控制器检测到功率模块和制动回路中的至少一个发生故障，变流控制器控制风电变流器禁止启动后，也需断开辅助变流器检测装置与风电变流器的电连接，以对风电变流器中功率模块和/或制动回路的具体故障进行维修。

本实施例提供的风电变流器的启动方法，通过控制装置控制第一开关电路断开、第二开关电路导通，控制供电装置对风电变流器的直流母线进行预充电，控制装置判断风电变流器的直流母线的电压是否达到预设防冲击电压值，若是，则控制装置控制第一开关电路导通，控制供电装置恒流输出，控制装置判断风电变流器的直流母线的电压是否达到预设安全启动电压值，若是，则控制装置控制供电装置向直流母线恒定输出预设安全启动电压值，变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障，若否，则变流控制器控制风电变流器启动，控制装置控制第一开关电路导通，且控制IGBT模块接收从直流母线释放的电能到超级电容器中，控制装置判断超级电容器的电压值达到预设充电电压值，若是，则控制装置控制第一开关电路和第二开关电路断开。能够保证在启动风电变流器前变流控制器对功率模块和制动回路进行故障检测时，有效防止爆炸或其他安全隐患的发生，而且能够保证辅助变流器检测装置的电量充足，能够及时对风电变流器的直流母线进行预充电和恒流充电，并且由辅助变流器中的控制装置直接对辅助变流器检测装置进行控制，便于对辅助变流器检测装置的管理。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图4为本发明风电变流器的启动系统实施例一的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的风电变流器的启动系统包括：辅助变流器检测装置41及变流控制器42。

其中，辅助变流器检测装置41与风电变流器43的直流母线电连接，变流控制器42与风电变流器的功率模块及制动回路432通讯连接。

其中，辅助变流器检测装置41用于：对风电变流器的直流母线进行预充电直至直流母线的电压达到预设防冲击电压值；对直流母线进行恒流充电直至直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向直流母线恒定输出预设安全启动电压值。

其中，变流控制器42用于：检测功率模块和制动回路是否发生故障；若功率模块和制动回路均未发生故障，则变流控制器控制风电变流器启动。

需要说明的是，在图4中，功率模块包括机侧整流功率模块431a和网侧逆变功率模块431b，在风电变流器43中除具有功率模块和制动回路432外，还包括：机侧开关433，防雷模块434，du/dt滤波器435，熔断器436，网侧电感437，断路器438，预充电模块439，交流滤波模块4310，电流传感器431，升压变压器4312。

本实施例中，若检测到风电变流器的功率模块和制动模块均未有故障，则启动风电变流器43，风电变流器43正常工作，其正常工作的原理为现有技术，本实施例中不再赘述。

本实施例提供的风电变流器的启动系统可以执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

进一步地，变流控制器42还用于：控制辅助变流器检测装置的充电动作和供电动作，充电动作包括对风电变流器的直流母线进行预充电、以及对直流母线进行恒流充电；供电动作包括向直流母线恒定输出预设安全启动电压值。

进一步地，本实施例提供的风电变流器的启动系统可以执行图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图5为本发明风电变流器的启动系统实施例二中风电变流器的功率模块的电路结构示意图，图6为本发明风电变流器的启动系统实施例二中辅助变流器检测装置的第一电路结构示意图，图7为本发明风电变流器的启动系统实施例二中辅助变流器检测装置的第二电路结构示意图，如图5、图6、图7所示，本实施例提供的风电变流器的启动系统在本发明风电变流器的启动系统实施例一的基础上，还包括一下特征。

进一步地，如图5所示，风电变流器的功率模块包括：直流取电电源43101，驱动板43102，稳压电容C2，IGBT模块412a。

其中，直流取电电源43101的一端与直流母线的正负极电连接，用于从直流母线进行取电。直流取电电源43101的另一端与驱动板电连接，用于为驱动板提供24V的直流电压，驱动板43102的另一端与IGBT模块412a的一端电连接，在IGBT模块43103的上管IGBT和下管IGBT间引出交流电。

其中，直流取电电源43101的一端可通过正直流排与直流母线的正极电连接，通过负直流排与直流母线的负极电连接。从IGBT模块43103的上管IGBT和下管IGBT间引出的交流电通过交流排与风电变流器的交流线缆电连接。

进一步地，辅助变流器检测装置41包括控制装置411、供电装置412与开关电路413，供电装置412通过开关电路413连接直流母线；控制装置411与开关电路413电连接；开关电路413包括第一开关电路413a及用于预充电的第二开关电路413b。

其中，第一开关电路413a和第二开关电路413b并联，第一开关电路413a包括第一开关K1，第二开关电路413b包括第二开关K2和电阻R。

控制装置411用于：控制第一开关电路413a断开、第二开关电路413b导通，控制供电装置412对风电变流器的直流母线进行预充电直至直流母线的电压达到预设防冲击电压值；控制装置411还用于：控制第一开关电路413a导通，控制供电装置412恒流输出，直至直流母线的电压达到预设安全启动电压值，之后控制供电装置412向直流母线恒定输出预设安全启动电压值。

进一步地，供电装置412包括超级电容器C1及IGBT模块412a，IGBT模块412a的一端连接超级电容器C1，另一端通过开关电路413连接直流正母线。

控制装置411还用于：若功率模块和制动回路均未发生故障，则变流控制器控制风电变流器启动之后，控制第一开关电路413a导通，且控制IGBT模块412a接收从直流母线释放的电能到超级电容器C1中。

控制装置411还用于：若超级电容器C1的电压值达到预设充电电压值，则控制第一开关电路413a和第二开关电路413b断开。

进一步地，辅助变流器检测装置还包括：电感L；IGBT模块412a包括：串联的上管IGBT和下管IGBT；

其中，上管IGBT与开关电路413电连接，下管IGBT与直流负母线电连接。包括所述电感L与所述超级电容C1的串联支路与所述下管IGBT并联。

进一步地，辅助变流器检测装置还包括：与IGBT模块并联的稳压器件。

其中，该稳压器件为稳压电容C2。

本实施例提供的风电变流器的启动系统可以执行图3所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种风电变流器的启动方法，其特征在于，包括：

辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至所述直流母线的电压达到预设防冲击电压值；

所述辅助变流器检测装置对所述直流母线进行恒流充电直至所述直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值；

变流控制器检测功率模块和制动回路是否发生故障；

若所述功率模块和所述制动回路均未发生故障，则所述变流控制器控制所述风电变流器启动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变流控制器控制所述辅助变流器检测装置的充电动作和供电动作，所述充电动作包括对风电变流器的直流母线进行预充电、以及对所述直流母线进行恒流充电；

所述供电动作包括向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述辅助变流器检测装置包括控制装置、供电装置与开关电路，所述供电装置通过所述开关电路连接所述直流母线；所述控制装置与所述开关电路电连接；所述开关电路包括第一开关电路及用于预充电的第二开关电路；

所述辅助变流器检测装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至所述直流母线的电压达到预设防冲击电压值的步骤包括：

所述控制装置控制所述第一开关电路断开、所述第二开关电路导通，控制所述供电装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至所述直流母线的电压达到预设防冲击电压值；

所述辅助变流器检测装置对所述直流母线进行恒流充电直至所述直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值的步骤包括：

所述控制装置控制所述第一开关电路导通，控制所述供电装置恒流输出，直至所述直流母线的电压达到预设安全启动电压值，之后控制所述供电装置向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述供电装置包括超级电容器及IGBT模块，所述IGBT模块的一端连接超级电容器，另一端通过所述开关电路连接直流正母线；

所述若所述功率模块和所述制动回路均未发生故障，则所述变流控制器控制所述风电变流器启动之后，还包括：

所述控制装置控制所述第一开关电路导通，且控制所述IGBT模块接收从所述直流母线释放的电能到所述超级电容器中；

若所述超级电容器的电压值达到预设充电电压值，则所述控制装置控制所述第一开关电路和第二开关电路断开。

5.一种风电变流器的启动系统，其特征在于，包括：辅助变流器检测装置及变流控制器；

所述辅助变流器检测装置与风电变流器的直流母线电连接，所述变流控制器与所述风电变流器的功率模块及制动回路电连接；

所述辅助变流器检测装置用于：对风电变流器的直流母线进行预充电直至所述直流母线的电压达到预设防冲击电压值；对所述直流母线进行恒流充电直至所述直流母线的电压达到预设安全启动电压值，则向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值；

所述变流控制器用于：检测功率模块和制动回路是否发生故障；若所述功率模块和所述制动回路均未发生故障，则所述变流控制器控制所述风电变流器启动。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述变流控制器还用于：

控制所述辅助变流器检测装置的充电动作和供电动作，所述充电动作包括对风电变流器的直流母线进行预充电、以及对所述直流母线进行恒流充电；所述供电动作包括向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述辅助变流器检测装置包括控制装置、供电装置与开关电路，所述供电装置通过所述开关电路连接所述直流母线；所述控制装置与所述开关电路电连接；所述开关电路包括第一开关电路及用于预充电的第二开关电路；

所述控制装置用于：控制所述第一开关电路断开、所述第二开关电路导通，控制所述供电装置对风电变流器的直流母线进行预充电直至所述直流母线的电压达到预设防冲击电压值；

所述控制装置还用于：控制所述第一开关电路导通，控制所述供电装置恒流输出，直至所述直流母线的电压达到预设安全启动电压值，之后控制所述供电装置向所述直流母线恒定输出所述预设安全启动电压值。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述供电装置包括超级电容器及IGBT模块，所述IGBT模块的一端连接超级电容器，另一端通过所述开关电路连接直流正母线；

所述控制装置还用于：若所述功率模块和所述制动回路均未发生故障，则所述变流控制器控制所述风电变流器启动之后，控制所述第一开关电路导通，且控制所述IGBT模块接收从所述直流母线释放的电能到所述超级电容器中；

所述控制装置还用于：若所述超级电容器的电压值达到预设充电电压值，则控制所述第一开关电路和第二开关电路断开。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述辅助变流器检测装置还包括：电感；

所述IGBT模块包括：串联的上管IGBT和下管IGBT；所述上管IGBT与所述开关电路连接，所述下管IGBT与直流负母线连接；

包括所述电感与所述超级电容的串联支路与所述下管IGBT并联。

10.根据权利要求9所述系统，其特征在于，所述辅助变流器检测装置还包括：与所述IGBT模块并联的稳压器件。