一種雙饋風力發電機系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于風力發電技術領域，具體涉及一種雙饋風力發電機系統,包括風力機、齒輪箱、雙饋異步發電機、機側變流器、直流電容組、網側變流器和變流控制系統，所述風力機經齒輪箱與雙饋異步發電機的轉子相連接，所述雙饋異步發電機的定子直接與變壓器相連后進行并網輸出，所述雙饋異步發電機的轉子輸出功率依次經過機側變流器、網側變流器再連接到變壓器進行并網輸出，所述變流控制系統還分別與機側變流器和網側變流器連接，直流電容組并接在機側變流器的輸出端和網側變流器輸入端之間，控制系統通過控制機側變流器和網側變流器控制整個發電并網系統的運行，本實用新型有效解決了并網時產生的靜態及暫態穩定性問題并對其運作狀態的全面監控。
【專利說明】
一種雙饋風力發電機系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于風力發電技術領域，具體涉及一種雙饋風力發電機系統。
【背景技術】
[0002]風力發電作為一種重要的新能源發電方式，在中國快速發展。隨著風力發電技術的飛速發展，風電機組單機容量及風電場裝機容量不斷增加，髙穿透功率的風電并入電網勢必對系統安全穩定造成影響。高穿透功率、高短路容量比的風電場并入電力系統勢必對電網造成大范圍的沖擊，對系統安全穩定造成一定影晌，主要體現在風電出力具有隨機性、間歇性和波動性的特點，給電網調峰調度帶來挑戰;大規模風電主要分布在偏遠地區，距離主網負荷中心較遠，同系統功率交換能力差;此外，大規模風電場并入電力系統還對電網靜態及暫態穩定性問題，電壓波動及閃變、諧波等電能質量問題產生大范圍影響。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的為解決現有技術的上述問題，提供了一種能對電網運作狀態的全面監控以及有效解決了并網時產生的電網靜態及暫態穩定性問題的雙饋風力發電機系統，本實用新型通過快速地處理電網電壓幅值來實現無延時的電網同步信號跟蹤，為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0004]一種雙饋風力發電機系統，其特征在于:包括風力機、齒輪箱、雙饋異步發電機、機側變流器、直流電容組、網側變流器和變流控制系統，所述風力機經齒輪箱與雙饋異步發電機的轉子相連接，所述雙饋異步發電機的定子直接與變壓器相連后進行并網輸出，所述雙饋異步發電機的轉子輸出功率依次經過機側變流器、網側變流器再連接到變壓器進行并網輸出，所述變流控制系統還分別與機側變流器和網側變流器連接，直流電容組并接在機側變流器的輸出端和網側變流器輸入端之間，控制系統通過控制機側變流器和網側變流器控制整個發電并網系統的運行。
[0005]作為本實用新型的進一步方案，所述變流控制系統包括上位機、信號采樣電路、信號處理電路、信號控制電路、通信控制電路和信號驅動電路，所述信號處理電路分別與信號采樣電路、通信控制電路、信號控制電路連接，所述信號控制電路與信號驅動電路連接，所述通信控制電路與上位機連接。
[0006]作為本實用新型的進一步方案，所述信號采樣電路還通過信號放大電路與信號處理電路連接，所述信號采樣電路為電流互感器或電壓傳感器。
[0007]作為本實用新型的進一步方案，所述信號處理電路為TMS320F28335處理器，所述信號控制電路為MPS430單片機。
[0008]作為本實用新型的進一步方案，所述通信控制電路為RS232接口、RS485接口或以太網接口通信電路，所述信號驅動電路為PWM驅動控制電路。
[0009]作為本實用新型的進一步方案，所述直流電容組為星形連接或三角形連接。
[0010]作為本實用新型的進一步方案，所述齒輪箱為風速控制箱。風力增加或減小時，風力機的轉速都會受到極大地影響，使雙饋異步發電機的出力受到影響，此時齒輪箱將會對風力機的仰角進行控制，以保持發電機恒頻恒壓輸出。
[0011]綜上所述，本實用新型具有以下有益效果:
[0012]本裝置能全面的實現對電機側變流器的控制，實現變速恒頻輸出、空載并網，并對其運作狀態的全面監控，同時將運行數據發送至上位機進行監控，使上位機成為電機側變流器的中央控制中心，本實用性還具有性能穩定的優點。
[0013]本實用新型有效解決了風電出力時的隨機性、間歇性和波動性，為實現最大規模風能發電追蹤并入電力系統提供參考，以及有效解決了并網時產生的電網靜態及暫態穩定性問題，電壓波動及閃變、諧波等電能質量影響。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實例或現有技術中的技術方案，下面將對實施實例或現有技術描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯然，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創造性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實新型一種雙饋風力發電機系統的原理圖。
[0016]圖2是本實新型一種雙饋風力發電機系統的流控制系統原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本實用新型實例中的附圖，對本實用新型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實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0018]結合圖1，一種雙饋風力發電機系統，包括風力機、齒輪箱、雙饋異步發電機、機側變流器、直流電容組、網側變流器和變流控制系統，所述風力機經齒輪箱與雙饋異步發電機的轉子相連接，所述雙饋異步發電機的定子直接與變壓器相連后進行并網輸出，所述雙饋異步發電機的轉子輸出功率依次經過機側變流器、網側變流器再連接到變壓器進行并網輸出，所述變流控制系統還分別與機側變流器和網側變流器連接，直流電容組并接在機側變流器的輸出端和網側變流器輸入端之間，控制系統通過控制機側變流器和網側變流器控制整個發電并網系統的運行。所述齒輪箱為風速控制箱。風力增加或減小時，風力機的轉速都會受到極大地影響，使雙饋異步發電機的出力受到影響，此時齒輪箱將會對風力機的仰角進行控制，以保持發電機恒頻恒壓輸出。所述直流電容組為星形連接或三角形連接，通過該星形或三角形連接可以實現部分功率補償和抑制諧波等電能質量問題。
[0019]作為本實用新型的最佳實施例，如圖2所示，所述變流控制系統包括上位機、信號采樣電路、信號處理電路、信號控制電路、通信控制電路和信號驅動電路，所述信號處理電路分別與信號采樣電路、通信控制電路、信號控制電路連接，所述信號控制電路與信號驅動電路連接，所述通信控制電路與上位機連接。所述信號處理電路為TMS320F28335處理器，所述信號控制電路為MPS430單片機。所述信號采樣電路還通過信號放大電路與信號處理電路連接，所述信號放大電路為比較運算放大器;所述信號采樣電路為電流互感器或電壓傳感器。所述通信控制電路為RS232接口、RS485接口或以太網接口通信電路，所述信號驅動電路為PffM驅動控制電路。在本實用新型中，信號處理電路對信號采樣電路采集的數據信號通過通信控制電路傳送至遠端的上位機，實現了人機界面交互進行實時監控，實現對發電機系統的運行進行啟動、停止、自動追蹤和運行過程中歷史數據的查詢等操作。
[0020]由于機側變流器的電壓與發電機當前轉速成反比，也就是說，風速越小，能驅動的發電機轉速就越低，機側變流器的電壓也就越高，信號采樣電路采集雙饋異步發電機流入機側變流器的電流或電壓，然后經過信號處理電路、信號控制電路進行A/D轉換，然后通過信號控制電路對網側變流器進行跟蹤控制。通過檢測流入機側變流器和網側變流器并網時的電壓或電流信號進行頻率和相位的跟蹤控制。通過信號控制電路對PWM驅動控制電路的控制從而進行跟蹤在風力增大或減小時，使變流器不被毀壞，以及能夠促使發電系統即時發電時發出的頻率、相位和變壓器輸出并網時的電量一致，能達到順利并網的目的，實現了風能的有效利用。
[0021]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本使用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種雙饋風力發電機系統，其特征在于:包括風力機、齒輪箱、雙饋異步發電機、機側變流器、直流電容組、網側變流器和變流控制系統，所述風力機經齒輪箱與雙饋異步發電機的轉子相連接，所述雙饋異步發電機的定子直接與變壓器相連后進行并網輸出，所述雙饋異步發電機的轉子輸出功率依次經過機側變流器、網側變流器再連接到變壓器進行并網輸出，所述變流控制系統還分別與機側變流器和網側變流器連接，直流電容組并接在機側變流器的輸出端和網側變流器輸入端之間，控制系統通過控制機側變流器和網側變流器控制整個發電并網系統的運行。2.根據權利要求1所述的一種雙饋風力發電機系統，其特征在于:所述變流控制系統包括上位機、信號采樣電路、信號處理電路、信號控制電路、通信控制電路和信號驅動電路，所述信號處理電路分別與信號采樣電路、通信控制電路、信號控制電路連接，所述信號控制電路與信號驅動電路連接，所述通信控制電路與上位機連接。3.根據權利要求2所述的一種雙饋風力發電機系統，其特征在于:所述信號采樣電路還通過信號放大電路與信號處理電路連接，所述信號采樣電路為電流互感器或電壓傳感器。4.根據權利要求2所述的一種雙饋風力發電機系統，其特征在于:所述信號處理電路為TMS320F28335處理器，所述信號控制電路為MPS430單片機。5.根據權利要求2所述的一種雙饋風力發電機系統，其特征在于:所述通信控制電路為RS232接口、RS485接口或以太網接口通信電路，所述信號驅動電路為PffM驅動控制電路。6.根據權利要求1所述的一種雙饋風力發電機系統，其特征在于:所述直流電容組為星形連接或三角形連接。7.根據權利要求1所述的一種雙饋風力發電機系統，其特征在于:所述齒輪箱為風速控制箱。
【文檔編號】H02J3/38GK205595804SQ201620217552
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】肖園園, 楊藝云, 肖靜, 高立克, 張閣, 李小偉, 黎敏, 秦麗娟, 歐世鋒
【申請人】廣西電網有限責任公司電力科學研究院