一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng),包括風(fēng)力機(jī)、齒輪箱、雙饋異步發(fā)電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、直流電容組、網(wǎng)側(cè)變流器和變流控制系統(tǒng)，所述風(fēng)力機(jī)經(jīng)齒輪箱與雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的定子直接與變壓器相連后進(jìn)行并網(wǎng)輸出，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出功率依次經(jīng)過(guò)機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器再連接到變壓器進(jìn)行并網(wǎng)輸出，所述變流控制系統(tǒng)還分別與機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器連接，直流電容組并接在機(jī)側(cè)變流器的輸出端和網(wǎng)側(cè)變流器輸入端之間，控制系統(tǒng)通過(guò)控制機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器控制整個(gè)發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行，本實(shí)用新型有效解決了并網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生的靜態(tài)及暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題并對(duì)其運(yùn)作狀態(tài)的全面監(jiān)控。
【專利說(shuō)明】
一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電作為一種重要的新能源發(fā)電方式，在中國(guó)快速發(fā)展。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的飛速發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量及風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量不斷增加，髙穿透功率的風(fēng)電并入電網(wǎng)勢(shì)必對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定造成影響。高穿透功率、高短路容量比的風(fēng)電場(chǎng)并入電力系統(tǒng)勢(shì)必對(duì)電網(wǎng)造成大范圍的沖擊，對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定造成一定影晌，主要體現(xiàn)在風(fēng)電出力具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，給電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)度帶來(lái)挑戰(zhàn);大規(guī)模風(fēng)電主要分布在偏遠(yuǎn)地區(qū)，距離主網(wǎng)負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，同系統(tǒng)功率交換能力差;此外，大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并入電力系統(tǒng)還對(duì)電網(wǎng)靜態(tài)及暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題，電壓波動(dòng)及閃變、諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生大范圍影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供了一種能對(duì)電網(wǎng)運(yùn)作狀態(tài)的全面監(jiān)控以及有效解決了并網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生的電網(wǎng)靜態(tài)及暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，本實(shí)用新型通過(guò)快速地處理電網(wǎng)電壓幅值來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)延時(shí)的電網(wǎng)同步信號(hào)跟蹤，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0004]一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:包括風(fēng)力機(jī)、齒輪箱、雙饋異步發(fā)電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、直流電容組、網(wǎng)側(cè)變流器和變流控制系統(tǒng)，所述風(fēng)力機(jī)經(jīng)齒輪箱與雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的定子直接與變壓器相連后進(jìn)行并網(wǎng)輸出，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出功率依次經(jīng)過(guò)機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器再連接到變壓器進(jìn)行并網(wǎng)輸出，所述變流控制系統(tǒng)還分別與機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器連接，直流電容組并接在機(jī)側(cè)變流器的輸出端和網(wǎng)側(cè)變流器輸入端之間，控制系統(tǒng)通過(guò)控制機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器控制整個(gè)發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0005]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述變流控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、信號(hào)采樣電路、信號(hào)處理電路、信號(hào)控制電路、通信控制電路和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，所述信號(hào)處理電路分別與信號(hào)采樣電路、通信控制電路、信號(hào)控制電路連接，所述信號(hào)控制電路與信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路連接，所述通信控制電路與上位機(jī)連接。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述信號(hào)采樣電路還通過(guò)信號(hào)放大電路與信號(hào)處理電路連接，所述信號(hào)采樣電路為電流互感器或電壓傳感器。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述信號(hào)處理電路為T(mén)MS320F28335處理器，所述信號(hào)控制電路為MPS430單片機(jī)。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述通信控制電路為RS232接口、RS485接口或以太網(wǎng)接口通信電路，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路為PWM驅(qū)動(dòng)控制電路。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)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(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述齒輪箱為風(fēng)速控制箱。風(fēng)力增加或減小時(shí)，風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速都會(huì)受到極大地影響，使雙饋異步發(fā)電機(jī)的出力受到影響，此時(shí)齒輪箱將會(huì)對(duì)風(fēng)力機(jī)的仰角進(jìn)行控制，以保持發(fā)電機(jī)恒頻恒壓輸出。
[0011]綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0012]本裝置能全面的實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)側(cè)變流器的控制，實(shí)現(xiàn)變速恒頻輸出、空載并網(wǎng)，并對(duì)其運(yùn)作狀態(tài)的全面監(jiān)控，同時(shí)將運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，使上位機(jī)成為電機(jī)側(cè)變流器的中央控制中心，本實(shí)用性還具有性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]本實(shí)用新型有效解決了風(fēng)電出力時(shí)的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性，為實(shí)現(xiàn)最大規(guī)模風(fēng)能發(fā)電追蹤并入電力系統(tǒng)提供參考，以及有效解決了并網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生的電網(wǎng)靜態(tài)及暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題，電壓波動(dòng)及閃變、諧波等電能質(zhì)量影響。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施實(shí)例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡(jiǎn)單地介紹，顯然，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不付出創(chuàng)造性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實(shí)新型一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的原理圖。
[0016]圖2是本實(shí)新型一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的流控制系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018]結(jié)合圖1，一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括風(fēng)力機(jī)、齒輪箱、雙饋異步發(fā)電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、直流電容組、網(wǎng)側(cè)變流器和變流控制系統(tǒng)，所述風(fēng)力機(jī)經(jīng)齒輪箱與雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的定子直接與變壓器相連后進(jìn)行并網(wǎng)輸出，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出功率依次經(jīng)過(guò)機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器再連接到變壓器進(jìn)行并網(wǎng)輸出，所述變流控制系統(tǒng)還分別與機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器連接，直流電容組并接在機(jī)側(cè)變流器的輸出端和網(wǎng)側(cè)變流器輸入端之間，控制系統(tǒng)通過(guò)控制機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器控制整個(gè)發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。所述齒輪箱為風(fēng)速控制箱。風(fēng)力增加或減小時(shí)，風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速都會(huì)受到極大地影響，使雙饋異步發(fā)電機(jī)的出力受到影響，此時(shí)齒輪箱將會(huì)對(duì)風(fēng)力機(jī)的仰角進(jìn)行控制，以保持發(fā)電機(jī)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(guò)該星形或三角形連接可以實(shí)現(xiàn)部分功率補(bǔ)償和抑制諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題。
[0019]作為本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，如圖2所示，所述變流控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、信號(hào)采樣電路、信號(hào)處理電路、信號(hào)控制電路、通信控制電路和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，所述信號(hào)處理電路分別與信號(hào)采樣電路、通信控制電路、信號(hào)控制電路連接，所述信號(hào)控制電路與信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路連接，所述通信控制電路與上位機(jī)連接。所述信號(hào)處理電路為T(mén)MS320F28335處理器，所述信號(hào)控制電路為MPS430單片機(jī)。所述信號(hào)采樣電路還通過(guò)信號(hào)放大電路與信號(hào)處理電路連接，所述信號(hào)放大電路為比較運(yùn)算放大器;所述信號(hào)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(wǎng)接口通信電路，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路為PffM驅(qū)動(dòng)控制電路。在本實(shí)用新型中，信號(hào)處理電路對(duì)信號(hào)采樣電路采集的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)通信控制電路傳送至遠(yuǎn)端的上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)界面交互進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行啟動(dòng)、停止、自動(dòng)追蹤和運(yùn)行過(guò)程中歷史數(shù)據(jù)的查詢等操作。
[0020]由于機(jī)側(cè)變流器的電壓與發(fā)電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速成反比，也就是說(shuō)，風(fēng)速越小，能驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速就越低，機(jī)側(cè)變流器的電壓也就越高，信號(hào)采樣電路采集雙饋異步發(fā)電機(jī)流入機(jī)側(cè)變流器的電流或電壓，然后經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路、信號(hào)控制電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)信號(hào)控制電路對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器進(jìn)行跟蹤控制。通過(guò)檢測(cè)流入機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器并網(wǎng)時(shí)的電壓或電流信號(hào)進(jìn)行頻率和相位的跟蹤控制。通過(guò)信號(hào)控制電路對(duì)PWM驅(qū)動(dòng)控制電路的控制從而進(jìn)行跟蹤在風(fēng)力增大或減小時(shí)，使變流器不被毀壞，以及能夠促使發(fā)電系統(tǒng)即時(shí)發(fā)電時(shí)發(fā)出的頻率、相位和變壓器輸出并網(wǎng)時(shí)的電量一致，能達(dá)到順利并網(wǎng)的目的，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能的有效利用。
[0021]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本使用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:包括風(fēng)力機(jī)、齒輪箱、雙饋異步發(fā)電機(jī)、機(jī)側(cè)變流器、直流電容組、網(wǎng)側(cè)變流器和變流控制系統(tǒng)，所述風(fēng)力機(jī)經(jīng)齒輪箱與雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的定子直接與變壓器相連后進(jìn)行并網(wǎng)輸出，所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出功率依次經(jīng)過(guò)機(jī)側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器再連接到變壓器進(jìn)行并網(wǎng)輸出，所述變流控制系統(tǒng)還分別與機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器連接，直流電容組并接在機(jī)側(cè)變流器的輸出端和網(wǎng)側(cè)變流器輸入端之間，控制系統(tǒng)通過(guò)控制機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器控制整個(gè)發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述變流控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、信號(hào)采樣電路、信號(hào)處理電路、信號(hào)控制電路、通信控制電路和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，所述信號(hào)處理電路分別與信號(hào)采樣電路、通信控制電路、信號(hào)控制電路連接，所述信號(hào)控制電路與信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路連接，所述通信控制電路與上位機(jī)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)采樣電路還通過(guò)信號(hào)放大電路與信號(hào)處理電路連接，所述信號(hào)采樣電路為電流互感器或電壓傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)處理電路為T(mén)MS320F28335處理器，所述信號(hào)控制電路為MPS430單片機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述通信控制電路為RS232接口、RS485接口或以太網(wǎng)接口通信電路，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路為PffM驅(qū)動(dòng)控制電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述齒輪箱為風(fēng)速控制箱。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK205595804SQ201620217552
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日
【發(fā)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(qǐng)人】廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院