一種多功能風機發電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種風機發電系統，尤其是一種多功能風機發電系統。
【背景技術】
[0002]隨著技術經濟的發展，世界范圍內的能源需求持續增長，而常規化石能源日漸枯竭，火力發電對環境的污染又大，上述多方面的因素導致占主流發電地位的火力發電將受到巨大的沖擊。為滿足能源的需求及對環境的友好，世界范圍內掀起的研宄新能源發電的熱潮方興未艾。風力發電作為新能源發電的一種有效實現形式，以其獨有的綜合優勢得到了各國的普遍重視。
[0003]如今風力發電已經獲得了較好的商業應用，對風力發電系統的提出也層出不窮，然而目前的風機系統都采用傳統發電模式，該發電模式僅僅利用了較高風速范圍內的風力資源，在利用低速風力資源時往往一棄了之，假如能夠合理地收集利用這部分低速風力資源，做到積少成多、積點成面，無疑會創造出可觀的經濟效益和社會效益。對于風資源較差而又有需求的地區來說，上述傳統的發電模式，顯然已無法滿足要求，因此風機發電系統需多元化。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明旨在提供一種多功能風機發電系統。
[0005]為實現該技術目的，本發明采用的技術方案是:一種多功能風機發電系統，其組成至少包括永磁同步發電機G1、風機控制器、逆變器、卸荷、PCS、蓄電池、變頻器、門極開合斷裝置、信號發生器、模式切換器、風機狀態監測裝置、輔助起動分析軟件系統、模擬風機軟件系統、可調時間步長偏航系統、隔離變壓器、PCC、電纜L、斷路器QFl?QF4和母線Ml ;
[0006]所述的風機發電系統包括三種模式:觀光模式、發電模式及模擬風機模式。
[0007]觀光模式工作過程如下:在無風或風速低于永磁同步發電機Gl最低發電風速的情況下，選擇觀光模式，模式切換器動作，風機控制器、逆變器經斷路器QFl切除，變頻器工作并與永磁同步發電機Gl相連，信號發生器控制門極開合斷裝置，驅動變頻器工作，從而起動永磁同步發電機G1。該模式下的系統根據風機狀態監測裝置反饋信號來調節信號的輸出，使變頻器驅動永磁同步發電機Gl達到一定的轉速。永磁同步發電機Gl所需電能由電網提供，即電能從公共耦合端PCC處獲得，依次經隔離變壓器Tl、母線M1、電纜L送入到變頻器。
[0008]所述的發電模式:發電模式所發出的電能經風機控制器、逆變器直接并入電網，在達不到并網條件的低電量情況下選擇給蓄電池充電，充電通過PCS調節和控制，儲存的電量可作為風機系統自身消耗電的補充。大風速且超出風機額定風速時，采用卸荷器保護風機系統安全。發電模式的工作過程如下:首先以風速實時數據為依據，經輔助起動分析軟件判斷是否滿足最低風速發電要求及采用何種起動方式，若不滿足，則不運行發電模式，若滿足，模式切換器動作，開啟發電模式。風機輔助起動運行由信號發生器產生脈沖信號對門極開合斷裝置進行控制，門極開合斷裝置驅動變頻器，變頻器驅動永磁同步發電機Gl以電動機形式起動，當轉速達到一定轉數，斷路器QF2動作切除變頻器，信號發生器輸出控制信號使風機控制器、逆變器依次運行并接入風機系統，風機進入自運行并網工作，可調時間步長偏航系統工作，使得永磁同步發電機Gl進入低風速運行發電狀態。
[0009]所述的模擬風機模式是指在仿真平臺上設定風速、風向等參數后，可觀察到風機的動態效果，如偏航、解纜、變轉速等，可作為實驗教學所用，改變偏航參數、起動參數，優化參數設置，從而提高風機發電量，這也就具有了重大的科學研宄價值。模擬風機工作過程如下:模式切換器動作，模擬風機模式開啟，模擬風機軟件系統模擬風機運行，信號發生器產生控制信號及脈沖信號分別對風機控制器、變頻器進行控制，對永磁同步電動機Gl真實的運行動作進行模擬。通過風機狀態監測裝置反饋的信息，實時糾正模擬運行參數，使仿真風機系統真實安全運行。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果是:該系統兼顧觀光、發電和模擬風機功能，具有點綴環境、高效節能發電、實驗研宄綜合功能。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的系統框架示意圖；
[0012]圖2為本發明的輔助起動分析軟件系統工作流程框圖；
[0013]其中:1、永磁同步發電機Gl，2、風機控制器，3、逆變器，4、卸荷，5、PCS，6、蓄電池，7、變頻器，8、門極開合斷裝置，9、信號發生器，10、模式切換器，11、風機狀態監測裝置，12、輔助起動分析軟件系統，13、模擬風機軟件系統，14、可調時間步長偏航系統，15、隔尚變壓器，16、PCC, L、電纜，斷路器QFl?QF4，母線Ml。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0015]請參閱圖1?2，本發明實施例中，一種多功能風機發電系統，其組成至少包括永磁同步發電機Gl (1)、風機控制器(2)、逆變器(3)、卸荷(4)、PCS(5)、蓄電池(6)、變頻器
(7)、門極開合斷裝置(8)、信號發生器(9)、模式切換器(10)、風機狀態監測裝置(11)、輔助起動分析軟件系統(12)、模擬風機軟件系統(13)、可調時間步長偏航系統(14)、隔離變壓器(15)、PCC (16)、電纜L、斷路器QFl?QF4和母線Ml ；
[0016]所述的風機發電系統包括三種模式:觀光模式、發電模式及模擬風機模式。
[0017]觀光模式工作過程如下:在無風或風速低于永磁同步發電機Gl (I)最低發電風速的情況下，選擇觀光模式，模式切換器(10)動作，風機控制器(2)、逆變器(3)經斷路器QFl切除，變頻器(7)工作并與永磁同步發電機Gl (I)相連，信號發生器(9)控制門極開合斷裝置(8)，驅動變頻器(7)工作，從而起動永磁同步發電機Gl (I)。該模式下的系統根據風機狀態監測裝置(11)反饋信號來調節信號的輸出，使變頻器(7)驅動永磁同步發電機Gl (I)達到一定的轉速。永磁同步發電機Gl (I)所需電能由電網提供，即電能從公共耦合端PCC(16)處獲得，依次經隔離變壓器Tl (15)、母線M1、電纜L送入到變頻器(7)。
[0018]所述的發電模式:發電模式所發出的電能經風機控制器(2)、逆變器(3)直接并入電網，在達不到并網條件的低電量情況下選擇給蓄電池(6)充電，充電通過PCS(5)調節和控制，儲存的電量可作為風機系統自身消耗電的補充。大風速且超出風機額定風速時，采用卸荷器(4)保護風機系統安全。發電模式的工作過程如下:首先以風速實時數據為依據，經輔助起動分析軟件(12)判斷是否滿足最低風速發電要求及采用何種起動方式，若不滿足，則不運行發電模式，若滿足，模式切換器(10)動作，開啟發電模式