2)大功率中压变流器拓扑:为了降低每瓦成本和提高风能的转换效率,最近几年风力涡轮发电机的标称功率不断地增长。
提出的不同的多电平变流器拓扑可以分为以下五类:
1)带有二极管箝位的多电平结构。
2)带有双向开关接口的多电平结构。
3)利用飞跨电容的多电平结构。
4)带有多元三相逆变器的多电平结构。
5)带有级联单相H桥逆变器的多电平结构。
随着器件额定功率的提高和开关、导通性能的改善,应用多电平变流器的优点就会变得越加明显。最近论文中,输出、输入电压中谐波含量的减小和电磁干扰(EMI)的减小特别受到关注。更重要的是,多电平电路对输人滤波器要求最低或者换句话减少了转流的次数。用同样谐波水平的两电平变流器作比较,多电平变流器的开关频率能减少25%,这就导致开关损耗的降低。虽然多电平变流器中的导通损耗较高,但是整个系统的效率取决于开关损耗和导通损耗的比率。
风力涡轮发电机市场的趋势是依据电压和电流额定值,提高其标称功率(几兆瓦)。这使多电平变流器刚好适合这种现代大功率风力涡轮发电机的应用。电压额定值的提高,允许把风力涡轮发电机的变流器直接连接到风电场的配电网络,避免使用笨重的变压器(见图4)。
3)用于风电场的未来的储能技术:储能技术能潜在地改善风电的技术和经济上的吸引力,特别当它超过总系统能量的10%时(大约系统容量的20%——25%.一个风电场中的储能系统将在平均l5分钟风力的岛效时间内被用作海量储能和在较短期间吸收或注入能量,以维持电网频率稳定。