CN219287162U - 中高压双馈型风力发电机组及其电气系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种中高压双馈型风力发电机组及其电气系统，属于风力发电领域。该中高压双馈型风力发电机组电气系统，包括异步发电机和多电平换流器；异步发电机包括定子绕组和转子绕组，定子绕组与中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接，转子绕组、多电平换流器以及中高压双馈型风力发电机组的输出端依次电连接；其中，多电平换流器包括机侧模块化多电平换流器和网侧模块化多电平换流器，或者，多电平换流器包括模块化多电平矩阵换流器。根据本申请实施例能够提高电能的传输效率。

Description

中高压双馈型风力发电机组及其电气系统

技术领域

本申请属于风力发电领域，尤其涉及一种中高压双馈型风力发电机组及其电气系统。

背景技术

随着风力发电的大规模发展和风电技术的不断进步，对风力发电机组的容量和电压等级的要求也越来越高。双馈型风力发电机组是应用最广泛的风力发电机组之一，图1示出了一种低压双馈型风力发电机组，如图1所示，低压双馈型风力发电机组中异步发电机11的定子侧输出的电能通过升压变压器12并入风电场的内部馈线，异步发电机11的转子侧输出的电能则通过换流器13和升压变压器12并入风电场的内部集电线。为了增加风电场集电线路输送容量和减少集电线路的电能损耗，一般风力发电机组发出的电能首先通过升压变压器升压至较高的电压等级（例如35kV），再由风电场升压站将电能送入电网。

通常，升压变压器12高压侧电压等级一般为35kV或更高，低压侧电压等级根据机型不同而不同，一般选用690V。图1所示的低压双馈型风力发电机组也可叫做低压工频型双馈异步风力发电机组。

其中，升压变压器12成本较高、占地面积较大，会影响整机的造价经济性；并且，在电能从异步发电机11到风电场的内部馈线的过程中，需要经过多次电能转换环节，降低了传输效率。

实用新型内容

本申请实施例提供一种中高压双馈型风力发电机组及其电气系统，能够提高电能的传输效率。

第一方面，本申请实施例提供一种中高压双馈型风力发电机组电气系统，包括异步发电机和多电平换流器；异步发电机包括定子绕组和转子绕组，定子绕组与中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接，转子绕组、多电平换流器以及中高压双馈型风力发电机组的输出端依次电连接；其中，多电平换流器包括机侧模块化多电平换流器和网侧模块化多电平换流器，或者，多电平换流器包括模块化多电平矩阵换流器。

第二方面，本申请实施例提供一种中高压双馈型风力发电机组，包括第一方面的中高压双馈型风力发电机组电气系统，以及与所述中高压双馈型风力发电机组电气系统连接的机械传动结构。

本申请实施例提供一种中高压双馈型风力发电机组及其电气系统，中高压双馈型风力发电机组电气系统包括异步发电机和多电平换流器，异步发电机包括定子绕组和转子绕组，定子绕组与中高压双馈型风力发电机组的输出电连接，即，定子绕组输出的中高压电能可不经过升压变压器直接传输至中高压双馈型风力发电机组的输出端。转子绕组、多电平换流器以及中高压双馈型风力发电机组的输出端依次电连接，即，转子绕组输出的中高压电能经多电平换流器转换后，可不经升压变压器直接传输至中高压双馈型风力发电机组的输出端。中高压双馈型风力发电机组不再设置升压变压器，减少了升压变压的电能转换环节，提高了电能的传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种现有技术中低压双馈型风力发电机组的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组电气系统的结构示意图；

图3为本申请另一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组电气系统的结构示意图；

图4为本申请又一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组电气系统的结构示意图；

图5为本申请再一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组电气系统的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的半桥子模块的一示例的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的全桥子模块的一示例的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的钳位双子模块的一示例的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的五开关子模块的一示例的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的包括四电容的半桥子模块的一示例的结构示意图；

图11为本申请一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

随着风力发电的大规模发展和风电技术的不断进步，对风力发电机组的容量和电压等级的要求也越来越高。双馈型风力发电机组是应用最广泛的风力发电机组之一，例如，图1示出了现有技术中一种低压双馈型风力发电机组，双馈型风力发电机组的异步发电机11的定子侧输出的电能通过升压变压器12并入风电场的内部集电线，异步发电机11的转子侧输出的电能则通过换流器13和升压变压器12并入风电场的内部集电线。图1所示的低压双馈型风力发电机组也可叫做低压工频型双馈异步风电机组。升压变压器12的高压侧电压等级一般为35kV或更高，低压侧电压等级根据机型不同而不同，一般选用690V。图1所示的低压双馈型风力发电机组的定子侧和转子侧的输出电压为690V。

也就是说，电能从异步发电机11到风电场的内部集电线的过程中，定子侧输出的电能需要经升压变压器12进行升压后才并入风电场的内部集电线；换流器13一般包括机侧整流器和网侧逆变器，异步发电机11的转子侧输出的电能，需要先经机侧整流器转换为直流电能，再经网侧逆变器转换为交流电能，再经升压变压器12并入风电场的内部集电线，定子侧和转子侧输出的电能需要经过较多次的电能转换环节，从而降低了电能的传输效率。并且，升压变压器12成本较高、占地面积较大，会影响整机的造价经济性。

本申请提供一种中高压双馈型风力发电机组及其电气系统，其中，中高压的电压范围为10KV及以上。例如，其中的中高压双馈型风力发电机组的定子侧输出的电压为10KV或者35KV，则可以省去升压变压器，即可省去风力发电机组内对电能的升压环节，从而减少定子绕组和转子绕组输出的电能经过的电能转换环节，提高电能的传输效率。

本申请第一方面提供一种中高压双馈型风力发电机组电气系统。图2为本申请一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组电气系统的结构示意图，如图2所示，该中高压双馈型风力发电机组电气系统可包括异步发电机22和多电平换流器23。

其中，异步发电机22为中高压发电机，中高压发电机输出中高压。异步发电机22包括定子绕组和转子绕组，即，定子绕组输出的交流电能的电压大于等于10kV，转子绕组输出的交流电能的电压大于等于10kV。例如，定子绕组和转子绕组可输出10kV或35kV，甚至电压更高的交流电能。定子绕组直接与中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接，中高压双馈型风力发电机组的输出端并入风电场的内部集电线，定子绕组输出的交流电能不需再经过升压变压器。转子绕组、多电平换流器23以及中高压双馈型风力发电机组的输出端依次电连接，即，转子绕组与多电平换流器23电连接，多电平换流器23与中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接，转子绕组输出的交流电能经多电平换流器23转换后，不需再经过升压变压器。多电平换流器23与转子绕组输出的中高压交流电能适配，之间不需要再进行变压。

在一些示例中，也可在异步发电机22的定子绕组和中高压双馈型风力发电机组的输出端之间设置开关器件，如图2所示，异步发电机22的定子绕组和中高压双馈型风力发电机组的输出端之间设置有开关器件K1。

在一些示例中，也可在多电平换流器23与中高压双馈型风力发电机组的输出端之间设置开关器件，如图2所示，多电平换流器23与中高压双馈型风力发电机组的输出端之间设置有开关器件K2。

多电平换流器23可包括机侧模块化多电平换流器（Modular MultilevelConverter，MMC）和网侧模块化多电平换流器。或者，多电平换流器23可包括模块化多电平矩阵换流器（Modular Multilevel Matrix Converter，M3C）。

在本申请实施例中，中高压双馈型风力发电机组电气系统包括异步发电机22和多电平换流器23，异步发电机22包括定子绕组和转子绕组，定子绕组与中高压双馈型风力发电机组的输出电连接，即，定子绕组输出的中高压电能可不经过升压变压器直接传输至中高压双馈型风力发电机组的输出端。转子绕组、多电平换流器23以及中高压双馈型风力发电机组的输出端依次电连接，即，转子绕组输出的中高压电能经多电平换流器转换后，可不经升压变压器直接传输至中高压双馈型风力发电机组的输出端。中高压双馈型风力发电机组不再设置升压变压器，减少了升压变压的电能转换环节，提高了电能的传输效率。转子侧利用多电平换流器23转换电能，并直接输出中高压，电能电压高，电流应力小，也可进一步减小电能传输过程中的损耗。而且，升压变压器重量大、体积大，对应会增加承载升压变压器的结构的成本，也会占用风力发电机组的大量空间。本申请实施例中的中高压双馈型风力发电机组电气系统不设置升压变压器，可省去承载升压变压器的结构的成本，也可节省风力发电机组的空间，简化中高压双馈型风力发电机组电气系统和中高压双馈型风力发电机组的结构。

在一些实施例中，中高压双馈型风力发电机组电气系统还可包括充电电路。图3为本申请另一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组电气系统的结构示意图，图3与图2的不同之处在于，中高压双馈型风力发电机组电气系统还包括充电电路24。

多电平换流器23可通过充电电路24与中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接。多电平换流器23可包括多个子模块（Sub-module，SM），子模块包括开关器件和电容。充电电路24可用于在中高压双馈型风力发电机组处于启动状态时为多电平换流器23中的电容充电，实现预充电。在中高压双馈型风力发电机组处于启动状态时，电能由中高压双馈型风力发电机组的输出端流入，通过充电电路24为多电平换流器23中的电容充电，建立直流电压，并能够为异步发电机22的定子绕组充电，建立磁场，从而完成中高压双馈型风力发电机组的启动。

在一些示例中，充电电路包括限流器件、第一开关器件和第二开关器件，第一开关器件与限流器件串联，第二开关器件与限流器件并联。例如，如图3所示，限流器件包括限流电阻R1，第一开关器件包括开关器件K3，第二开关器件包括开关器件K4，在中高压双馈型风力发电机组处于启动状态时，开关器件K1和开关器件K2闭合，充电电路24中的开关器件K3闭合，开关器件K4关断，多电平换流器23中的开关器件关断；在中高压双馈型风力发电机组处于正常运行状态时，多电平换流器23中的开关器件正常通断，开关器件K1和开关器件K2闭合，充电电路24中的开关器件K3和开关器件K4闭合，从而将中高压双馈型风力发电机组输出的功率全部传输至中高压双馈型风力发电机组的输出端。

在一些实施例中，多电平换流器可包括机侧模块化多电平换流器和网侧模块化多电平换流器。图4为本申请又一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组电气系统的结构示意图，图4与图3的不同之处，在于图4中的多电平换流器23可包括机侧模块化多电平换流器231和网侧模块化多电平换流器232。

机侧模块化多电平换流器231的交流连接端与转子绕组电连接，机侧模块化多电平换流器231的直流连接端与网侧模块化多电平换流器232的直流连接端电连接，网侧模块化多电平换流器232的交流连接端与中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接。

机侧模块化多电平换流器231和网侧模块化多电平换流器232各包括三相第一桥臂。每一相第一桥臂包括串联的第一上桥臂和第一下桥臂，第一上桥臂和第一下桥臂各包括串联的至少一个子模块31和桥臂电抗器L（图4中未标出每一子模块和桥臂电抗器的标号）。如图4所示，每一相第一桥臂中，第一上桥臂中的桥臂电抗器L与第二下桥臂的桥臂电抗器L电连接。子模块31包括开关器件和电容，开关器件可包括绝缘栅双极型晶体管或其他开关器件，在此并不限定。子模块31还可包括其他元器件，在此并不限定。

在一些示例中，中高压双馈型风力发电机组电气系统还可包括耗能电路25，耗能电路25与机侧模块化多电平换流器231的直流连接端以及网侧模块化多电平换流器232的直流连接端电连接。耗能电路25可包括串联的开关器件和耗能器件。例如，如图4所示，开关器件可包括开关器件K5，耗能器件可包括耗能电阻R2。

若图4所示的中高压双馈型风力发电机组电气系统处于启动状态时，电能由中高压双馈型风力发电机组的输出端流入，向网侧模块化多电平换流器232的子模块31中的电容和机侧模块化多电平换流器231的子模块31中的电容充电，实现网侧模块化多电平换流器232内部直流电压和机侧模块化多电平换流器231内部直流电压的建立，从而向异步发电机22的定子绕组充电实现磁场的建立，完成启动。在此过程中，开关器件K1和开关器件K2闭合，充电电路24中的开关器件K3闭合，开关器件K4关断，机侧模块化多电平换流器231和网侧模块化多电平换流器232中的开关器件关断，耗能电路25中的开关器件K5关断。

若图4所示的中高压双馈型风力发电机组电气系统处于正常运行状态时，异步发电机22将机械能转换为交流电能，由机侧模块化多电平换流器231将交流电能转换为直流电能，再通过网侧模块化多电平换流器232将直流电能转换为交流电能，并输出至中高压双馈型风力发电机组的输出端。在此过程中，机侧模块化多电平换流器231中的开关器件和网侧模块化多电平换流器232中的开关器件正常通断，开关器件K1和开关器件K2闭合，充电电路24中的开关器件K3和开关器件K4闭合，耗能电路25中的开关器件K5关断，以将中高压双馈型风力发电机组产生的功率全部传输至中高压双馈型风力发电机组的输出端。

若图4所示的中高压双馈型风力发电机组电气系统处于故障状态，产生的电能累积在机侧模块化多电平换流器231和网侧模块化多电平换流器232之间的直流母线处时，可通过耗能电路25将电能释放。在该过程中，网侧模块化多电平换流器232中的开关器件关断，充电电路24中的开关器件K3和开关器件K4闭合，耗能电路25中的开关器件K5闭合。

在一些实施例中，多电平换流器可包括模块化多电平矩阵换流器。图5为本申请再一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组电气系统的结构示意图，图5与图3的不同之处在于，多电平换流器23可包括模块化多电平矩阵换流器233。

模块化多电平矩阵换流器233的第一交流连接端与转子绕组电连接，模块化多电平矩阵换流器233的第二交流连接端与中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接。

模块化多电平矩阵换流器233包括三相第二桥臂。每一相第二桥臂包括第二上桥臂、中桥臂和第二下桥臂。第二上桥臂、中桥臂和第二下桥臂各包括串联的至少一个子模块31和桥臂电抗器L（图5中只标示出第一相第二桥臂中第二上桥臂、中桥臂和第二下桥臂中各一子模块和桥臂电抗器，并未标出每个子模块和桥臂电抗器的标号）。如图5所示，每一相第二桥臂中，第二上桥臂中的桥臂电抗器L、中桥臂中的桥臂电抗器L和第二下桥臂中的桥臂电抗器L电连接。第二上桥臂的公共母线、中桥臂的公共母线和第二下桥臂的公共母线与模块化多电平矩阵换流器233的第二交流连接端电连接。子模块31包括开关器件和电容，开关器件可包括绝缘栅双极型晶体管或其他开关器件，在此并不限定。子模块31还可包括其他元器件，在此并不限定。

转子绕组输出的三相交流电能从模块化多电平矩阵换流器233的第一交流连接端输入，通过第二上桥臂的公共母线、中桥臂的公共母线和第二下桥臂的公共母线输出，即从模块化多电平矩阵换流器233的第二交流连接端输出三相交流电能，从而实现了从模块化多电平矩阵换流器233的第一交流连接端的三相交流电能和模块化多电平矩阵换流器233的第二交流连接端的三相交流电能的变换，该变换可包括三相交流电能的电压幅值的变换和电压频率的变换。在一些示例中，模块化多电平矩阵换流器233可将转子绕组输出的工频交流电能转换为低频交流电能输出，低频交流电能的频率低于工频交流电能的频率，例如，低频交流电能的频率为工频交流电能的频率的三分之一左右。包括模块化多电平矩阵换流器233的中高压双馈型风力发电机组电气系统既可用于常规交流输电，也可用于低频交流输电。

若图5所示的中高压双馈型风力发电机组电气系统处于启动状态时，电能由中高压双馈型风力发电机组的输出端流入，通过模块化多电平矩阵换流器233的子模块31中的电容充电，实现模块化多电平矩阵换流器233内部直流电压的建立，从而向异步发电机22的定子绕组充电实现磁场的建立，完成启动。在此过程中，开关器件K1和开关器件K2闭合，充电电路24中的开关器件K3闭合，开关器件K4关断，模块化多电平矩阵换流器233中的开关器件关断。

若图5所示的中高压双馈型风力发电机组电气系统处于正常运行状态时，异步发电机22将机械能转换为交流电能，由模块化多电平矩阵换流器233将交流电能转换为适于传输的交流电能，并输出至中高压双馈型风力发电机组的输出端。在此过程中，模块化多电平矩阵换流器233中的开关器件正常通断，开关器件K1和开关器件K2闭合，充电电路24中的开关器件K3和开关器件K4闭合，将中高压双馈型风力发电机组产生的功率全部传输至中高压双馈型风力发电机组的输出端。

若图5所示的中高压双馈型风力发电机组电气系统处于故障状态，模块化多电平矩阵换流器233中的子模块31可实现故障自清除。

上述实施例中的机侧模块化多电平换流器231、网侧模块化多电平换流器232和模块化多电平矩阵换流器233中的子模块31可包括以下任意一种：半桥子模块、全桥子模块、钳位双子模块、五开关子模块、包括四电容的半桥子模块。图6至图10示出了半桥子模块、全桥子模块、钳位双子模块、五开关子模块、包括四电容的半桥子模块的结构。

如图6所示，半桥子模块可包括IGBT器件T1、IGBT器件T2和电容C1。IGBT器件T1与IGBT器件T2串联，串联的IGBT器件T1和IGBT器件T2与电容C1并联。半桥子模块的一个连接端与IGBT器件T1的第二端以及IGBT器件T2的第一端电连接，半桥子模块的另一个连接端与IGBT器件T2的第二端电连接。

如图7所示，全桥子模块可包括IGBT器件T3、IGBT器件T4、IGBT器件T5、IGBT器件T6和电容C2。IGBT器件T3和IGBT器件T4串联，IGBT器件T5和IGBT器件T6串联，串联的IGBT器件T3和IGBT器件T4、串联的IGBT器件T5和IGBT器件T6、电容C2并联。全桥子模块的一个连接端与IGBT器件T3的第二端和IGBT器件T4的第一端电连接，全桥子模块的另一个连接端与IGBT器件T5的第二端和IGBT器件T6的第一端电连接。全桥子模块可实现故障自清除。

如图8所示，钳位双子模块包括IGBT器件T7、IGBT器件T8、IGBT器件T9、IGBT器件T10、IGBT器件T11、二极管D1、二极管D2、电容C3和电容C4。IGBT器件T7和IGBT器件T8串联，串联的IGBT器件T7和IGBT器件T8与电容C3并联。IGBT器件T7的第一端与IGBT器件T9的第一端以及二极管D1的阳极电连接，IGBT器件T8的第二端与二极管D2的阳极电连接。IGBT器件T10和IGBT器件T11串联，串联的IGBT器件T10和IGBT器件T11与电容C4并联。IGBT器件T10的第一端与二极管D1的阴极电连接，IGBT器件T11的第二端与IGBT器件T9的第二端以及二极管D2的阴极电连接。钳位双子模块的一个连接端与IGBT器件T7的第二端以及IGBT器件T8的第一端电连接，钳位双子模块的另一个连接端与IGBT器件T10的第二端以及IGBT器件T11的第一端电连接。钳位双子模块能够实现故障自清除。

如图9所示，五开关子模块包括IGBT器件T12、IGBT器件T13、IGBT器件T14、IGBT器件T15、IGBT器件T16、电容C5、电容C6、电容C7和电容C8。IGBT器件T12、IGBT器件T13、IGBT器件T14、IGBT器件T15和IGBT器件T16串联，串联的五个IGBT器件中，每相连的两个IGBT器件并联一个电容，串联的IGBT器件T12和IGBT器件T13与电容C5并联，串联的IGBT器件T13和IGBT器件T14与电容C6并联，串联的IGBT器件T14和IGBT器件T15与电容C7并联，串联的IGBT器件T15和IGBT器件T16与电容C8并联。五开关子模块的一个连接端与IGBT器件T12的第一端电连接，五开关子模块的另一个连接端与IGBT器件T16的第二端电连接。五开关子模块能够实现故障自清除。

如图10所示，包括四电容的半桥子模块包括IGBT器件T17、IGBT器件T18、IGBT器件T19、IGBT器件T20、IGBT器件T21、IGBT器件T22、IGBT器件T23、IGBT器件T24、IGBT器件T25、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电容C9、电容C10、电容C11和电容C12。IGBT器件T17和IGBT器件T18串联，串联的IGBT器件T17和IGBT器件T18与电容C9并联。IGBT器件T19和IGBT器件T20串联，串联的IGBT器件T19和IGBT器件T20与电容C10并联。IGBT器件T22和IGBT器件T23串联，串联的IGBT器件T22和IGBT器件T23与电容C11并联。IGBT器件T24和IGBT器件T25串联，串联的IGBT器件T24和IGBT器件T25与电容C12并联。二极管D3的阴极与IGBT器件T17的第一端电连接，二极管D3的阳极与IGBT器件T19的第一端以及二极管D4的阴极电连接。二极管D4的阴极与IGBT器件T19的第一端电连接，二极管D4的阳极与IGBT器件T25的第二端以及二极管D5的阴极电连接。二极管D5的阴极与IGBT器件T25的第二端电连接，二极管D5的阳极与IGBT器件T23的第二端电连接。IGBT器件T18的第二端与IGBT器件T19的第二端以及IGBT器件T20的第一端电连接。IGBT器件T22的第一端与IGBT器件T24的第二端以及IGBT器件T25的第一端电连接。IGBT器件T21的第二端与IGBT器件T20的第二端电连接，IGBT器件T21的第一端与IGBT器件T24的第一端电连接。包括四电容的半桥子模块能够实现故障自清除

机侧模块化多电平换流器231、网侧模块化多电平换流器232和模块化多电平矩阵换流器233中的子模块31可根据具体场景、需求等选择，在此并不限定。

本申请第二方面提供一种中高压双馈型风力发电机组，图11为本申请一实施例提供的中高压双馈型风力发电机组的结构示意图，如图11所示，该中高压双馈型风力发电机组可包括上述实施例中的中高压双馈型风力发电机组电气系统，以及与中高压双馈型风力发电机组电气系统连接的机械传动结构21。

机械传动结构21可与异步发电机22连接。机械传动结构21可将风能转换得到的机械能传输至异步发电机22，以使异步发电机22将机械能转换为电能输出。在一些示例中，机械传动结构21可包括叶片211和齿轮箱212，叶片211将风能转换为机械能，通过齿轮箱212变速后由异步发电机22将机械能转换为电能，实现机械能和电能的转化。

中高压双馈型风力发电机组电气系统的具体内容可参见上述实施例中的相关说明，在此并不赘述。中高压双馈型风力发电机组可与中高压双馈型风力发电机组电气系统达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于中高压双馈型风力发电机组系统而言，相关之处可以参见中高压双馈型风力发电机组电气系统实施例的说明部分。本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定结构。本领域的技术人员可以在领会本申请的精神之后，作出各种改变、修改和添加。并且，为了简明起见，这里省略对已知技术的详细描述。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；数量词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

Claims (10)

1.一种中高压双馈型风力发电机组电气系统，其特征在于，包括异步发电机和多电平换流器；

所述异步发电机包括定子绕组和转子绕组，所述定子绕组与中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接，所述转子绕组、所述多电平换流器以及所述中高压双馈型风力发电机组的输出端依次电连接；

其中，所述多电平换流器包括机侧模块化多电平换流器和网侧模块化多电平换流器，或者，所述多电平换流器包括模块化多电平矩阵换流器。

2.根据权利要求1所述的电气系统，其特征在于，所述机侧模块化多电平换流器的交流连接端与所述转子绕组电连接，所述机侧模块化多电平换流器的直流连接端与所述网侧模块化多电平换流器的直流连接端电连接，所述网侧模块化多电平换流器的交流连接端与所述中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接。

3.根据权利要求2所述的电气系统，其特征在于，所述机侧模块多电平换流器和所述网侧模块化多电平换流器各包括三相第一桥臂，每一相所述第一桥臂包括串联的第一上桥臂和第一下桥臂，所述第一上桥臂和所述第一下桥臂各包括串联的至少一个子模块和桥臂电抗器。

4.根据权利要求2所述的电气系统，其特征在于，还包括耗能电路，

所述耗能电路与所述机侧模块化多电平换流器的直流连接端以及所述网侧模块化多电平换流器的直流连接端电连接。

5.根据权利要求1所述的电气系统，其特征在于，

所述模块化多电平矩阵换流器的第一交流连接端与所述转子绕组电连接，所述模块化多电平矩阵换流器的第二交流连接端与所述中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接。

6.根据权利要求5所述的电气系统，其特征在于，所述模块化多电平矩阵换流器包括三相第二桥臂，每一相所述第二桥臂包括第二上桥臂、中桥臂和第二下桥臂，所述第二上桥臂、中桥臂和第二下桥臂各包括串联的至少一个子模块和桥臂电抗器。

7.根据权利要求3或6所述的电气系统，其特征在于，所述子模块包括以下任意一种：

半桥子模块、全桥子模块、钳位双子模块、五开关子模块、包括四电容的半桥子模块。

8.根据权利要求1所述的电气系统，其特征在于，还包括充电电路，

所述多电平换流器通过所述充电电路与所述中高压双馈型风力发电机组的输出端电连接。

9.根据权利要求8所述的电气系统，其特征在于，所述充电电路包括限流器件、第一开关器件和第二开关器件，

其中，所述第一开关器件与所述限流器件串联，所述第二开关器件与所述限流器件并联。

10.一种中高压双馈型风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的中高压双馈型风力发电机组电气系统，以及与所述中高压双馈型风力发电机组电气系统连接的机械传动结构。

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