一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種新型風力發(fā)電系統(tǒng)，特別是涉及一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟發(fā)展對電能的需求日益擴大以及從環(huán)境保護角度出發(fā)，風力發(fā)電的重要性已無可替代。我國海岸線長，再加上西北地區(qū)人口稀少的遼闊平原地帶，因此可利用的風能資源十分豐富。近年來國內(nèi)風力發(fā)電規(guī)模不斷擴大，單機容量也進一步擴大，大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電就需要可靠穩(wěn)定的控制技術(shù)和準確的實時監(jiān)測技術(shù)。
[0003]矩陣變換器具有優(yōu)良的輸入輸出特性，與永磁同步發(fā)電機的優(yōu)良發(fā)電性能相結(jié)合，組成新型的直驅(qū)式永磁風力發(fā)電系統(tǒng)。永磁同步發(fā)電機的風力機與發(fā)電機直接耦合，省去了中間的齒輪箱，稱為直驅(qū)式結(jié)構(gòu)，減小了系統(tǒng)運行噪聲，提高了系統(tǒng)運行可靠性。遠程通信監(jiān)控模塊的使用更是提高了系統(tǒng)的可控性與穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型公開了一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)，為大規(guī)模的風力并網(wǎng)發(fā)電提供可靠穩(wěn)定的控制技術(shù)和準確的實時監(jiān)測技術(shù)，整套系統(tǒng)靈活、高效、穩(wěn)定。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:含可調(diào)節(jié)葉片角度的永磁同步風力發(fā)電機、轉(zhuǎn)速檢測器、電壓傳感器、含風速傳感器的遠程通信監(jiān)控模塊、矩陣變換器、DSP+FPGA的控制模塊等。
[0006]可調(diào)節(jié)角度葉片可根據(jù)置于遠程通信監(jiān)控模塊內(nèi)的風速傳感器所測得的實時風速數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中匹配出與當前風速對應(yīng)的最佳葉片傾斜角，從而自動進行調(diào)節(jié)以選擇最優(yōu)角度，可在不同風速和不同風向時都能獲得風力機葉片的最大轉(zhuǎn)速。
[0007]安裝在風力發(fā)電裝置背風面的遠程通信監(jiān)控模塊通過數(shù)據(jù)總線連接DSP，通過GSM公網(wǎng)進行通訊的無線信號發(fā)射接收裝置連接遠程監(jiān)控顯示終端，可遠程監(jiān)控單個發(fā)電機組及其變流系統(tǒng)運行情況并對系統(tǒng)加以控制。
[0008]數(shù)字信號處理器DSP采集轉(zhuǎn)速信號、輸入相電壓信號、并依據(jù)給定的輸出電壓頻率和幅值、輸入功率因數(shù)等指令信號，通過矩陣變換器空間矢量調(diào)制算法，輸出PWM信號，協(xié)同F(xiàn)PGA通過隔離電路、驅(qū)動電路控制矩陣變換器變換電能，實現(xiàn)系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電。
[0009]綜上所述，本實用新型主要優(yōu)點為:
[0010]I)可調(diào)的葉片可根據(jù)實時風速數(shù)據(jù)而自動進行角度調(diào)節(jié)，以獲取風力機最大轉(zhuǎn)速，提高了發(fā)電效率。
[0011]2)用于遠程通信監(jiān)控的無線信號發(fā)射接收裝置，安裝在風力發(fā)電裝置的背風面減弱風蝕和風沙的損害；通過GSM公網(wǎng)進行通訊，避免了信號盲區(qū)，且節(jié)約了搭建專用通信線路成本。
[0012]3)永磁同步發(fā)電機的風力機與發(fā)電機直接耦合，省去了中間的齒輪箱，減小了系統(tǒng)運行噪聲，提高了系統(tǒng)運行可靠性；結(jié)合矩陣變換器具有優(yōu)良的輸入輸出特性，實現(xiàn)電能的高效變換。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的各模塊構(gòu)成示意圖。
[0014]圖2是本實用新型的遠程通信模塊安裝位置圖。
[0015]附圖標記說明:
[0016]1、含風速傳感器的通信模塊。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型，應(yīng)注意本實施方式僅僅解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)，包括:含可調(diào)節(jié)葉片角度的永磁同步風力發(fā)電機、轉(zhuǎn)速檢測器、電壓傳感器、含風速傳感器的遠程通信監(jiān)控模塊、受監(jiān)控模塊控制的自動斷路裝置、矩陣變換器、DSP協(xié)同F(xiàn)PGA的控制模塊等。
[0019]風力發(fā)電機葉片角度可根據(jù)置于遠程通信監(jiān)控模塊內(nèi)的風速傳感器所測得的實時風速數(shù)據(jù)，再從數(shù)據(jù)庫中匹配出與當前風速對應(yīng)的最佳葉片傾斜角，從而自動進行調(diào)節(jié)以選擇最優(yōu)角度，可在不同風速和不同風向時都能獲得風力機葉片的最大轉(zhuǎn)速，提高發(fā)電效率。
[0020]含遠程通信監(jiān)控模塊，通過數(shù)據(jù)總線連接DSP，通過GSM公網(wǎng)進行通訊的無線信號發(fā)射接收裝置連接遠程監(jiān)控顯示終端，通過GSM公網(wǎng)進行通訊，避免了信號盲區(qū)，且節(jié)約了搭建專用通信線路成本；該模塊安裝在風力發(fā)電裝置的背風面可減弱風蝕和風沙的損害。該模塊功能包括:監(jiān)控單元通過數(shù)據(jù)總線與DSP實現(xiàn)信號互換，負責監(jiān)測單個發(fā)電機組及其變流系統(tǒng)是否正常工作，一旦出現(xiàn)故障立即通過DSP控制路由器實現(xiàn)斷網(wǎng)，防止破壞電網(wǎng)并為檢修做準備；遠程通信單元可實現(xiàn)遠程通信功能，實現(xiàn)遠程監(jiān)控發(fā)電系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)，提供遠程手動切斷電網(wǎng)功能；
[0021]永磁同步發(fā)電機的風力機與發(fā)電機直接耦合，DSP為主處理器，F(xiàn)PGA為協(xié)處理器的控制模塊，數(shù)字信號處理器DSP采集轉(zhuǎn)速信號、輸入相電壓信號、并依據(jù)給定的輸出電壓頻率和幅值、輸入功率因數(shù)等指令信號，通過矩陣變換器空間矢量調(diào)制算法，輸出PWM信號，協(xié)同F(xiàn)PGA通過隔離電路、驅(qū)動電路控制矩陣變換器變換電能，實現(xiàn)系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電。
【主權(quán)項】
1.一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括:可調(diào)節(jié)葉片角度的永磁同步風力發(fā)電機和以DSP為主處理器，F(xiàn)PGA為協(xié)處理器的控制模塊，永磁同步發(fā)電機的風力機與發(fā)電機直接耦合，轉(zhuǎn)速檢測器、電壓傳感器、含風速傳感器的遠程通信監(jiān)控模塊都與DSP芯片信號采集端口相連，轉(zhuǎn)速檢測器裝在風力機葉片上，電壓傳感器裝在發(fā)電機定子繞組上，DSP芯片通過隔離電路和驅(qū)動電路連接矩陣變換器和自動斷路器，矩陣變換器和斷路器依次置于發(fā)電子定子繞組回路中，連接電網(wǎng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:風力發(fā)電機葉片受風速傳感器所測得的實時風速數(shù)據(jù)控制而進行自動調(diào)節(jié)，風速傳感器置于遠程通信監(jiān)控模塊內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:含遠程通信監(jiān)控模塊，通過數(shù)據(jù)總線連接DSP，通過GSM公網(wǎng)進行通訊的無線信號發(fā)射接收裝置連接遠程監(jiān)控顯示終端，遠程通信監(jiān)控模塊安裝在風力發(fā)電裝置的背風面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:DSP為主處理器，F(xiàn)PGA為協(xié)處理器的控制模塊，所述DSP采用TMS320F2812，所述FPGA采用EP1C6。
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型永磁直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)，包括：含可調(diào)節(jié)葉片角度的永磁同步風力發(fā)電機、轉(zhuǎn)速檢測器、電壓傳感器、含風速傳感器的遠程通信監(jiān)控模塊、矩陣變換器、DSP+FPGA的控制模塊等；可調(diào)節(jié)角度葉片可根據(jù)當前風速選擇最優(yōu)角度，提高發(fā)電效率，遠程通信監(jiān)控模塊可遠程監(jiān)控運行情況并對系統(tǒng)加以控制，具有高效性，實時性，可靠性；數(shù)字信號處理器DSP采集轉(zhuǎn)速信號、輸入相電壓信號、并依據(jù)輸出電壓頻率和幅值、輸入功率因數(shù)等指令信號，通過矩陣變換器空間矢量調(diào)制算法，輸出PWM信號，協(xié)同F(xiàn)PGA通過隔離電路、驅(qū)動電路控制矩陣變換器變換電能，實現(xiàn)系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電；整套系統(tǒng)靈活、高效、穩(wěn)定。
【IPC分類】F03D9/00, F03D7/00
【公開號】CN204646548
【申請?zhí)枴緾N201520204838
【發(fā)明人】周莉, 周文慶, 唐浩, 朱濤
【申請人】安徽理工大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月7日