[發(fā)明專利]智能型二次可控?zé)o觸點式風(fēng)能吸收器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910012333.5
• 申請日: 2009-07-01
• 公開（公告）號: CN101594062A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫毅彪
• 申請（專利權(quán)）人: 孫毅彪
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02J7/02
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 于忠晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種智能型二次可控?zé)o觸點式 風(fēng)能吸收器。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外市場上可見的大中型(百KW以上)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)多為 并網(wǎng)系統(tǒng)，中小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般獨(dú)立運(yùn)行。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，由 于風(fēng)力大小在任意長短的時間段都在變，風(fēng)機(jī)所吸收和輸出的功率(能 量)是一個時刻變化的量，因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出端口的電壓(指閉路 電壓)的頻率和幅值均是不斷變化的量。因此其輸出端很難直接帶恒定 負(fù)載。大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由于并網(wǎng)運(yùn)行等原因，一般通過關(guān)注和控制葉 輪速度、速率等指標(biāo)尋求最大功率輸出和安全運(yùn)行。中小型風(fēng)力發(fā)電系 統(tǒng)一般將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的能量進(jìn)行整流，再把整流后的脈動直流能量 儲存入蓄電池，直流負(fù)載直接由蓄電池供電，交流負(fù)載則由蓄電池通過 逆變裝置供電。這就是目前中小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)供用電模式。在 這種通用的模式中，最常見的弊端是風(fēng)能利用系數(shù)小，可利用的風(fēng)速范 圍很窄。高速風(fēng)能得到利用則低速風(fēng)能被浪費(fèi)，低速風(fēng)能被利用則高速 風(fēng)能必有一部分被浪費(fèi)。特別是中低速風(fēng)能被浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，以至 于收不到風(fēng)力發(fā)電的預(yù)期效果。實用中盡管有通過DC/DC電源提高整流 電壓的技術(shù)，但由于其內(nèi)部存在整流、逆變再整流等中間環(huán)節(jié)，其調(diào)壓 范圍內(nèi)存在限制能量輸入的較大區(qū)域，所以效率不高，因此應(yīng)用實例不 很多。絕大多部分的實例如圖1所示。

在“圖1”實例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓標(biāo)稱值為48V，在額定風(fēng)速 (7-8級)下整流器輸入交流脈動三相電壓為48-50V(線電壓)左 右，整流輸出直流為64.5-67.5V左右，被充電電池組電壓為5X12＝60V。 只有當(dāng)風(fēng)力為7-8級風(fēng)速左右時，整流器輸出閉路電壓才能略高于電池 組端電壓(60V)，使電池處于被充電狀態(tài)，風(fēng)能可通過整流器隨時儲存 于電池組E和電容C之中。當(dāng)風(fēng)力為6級及以下時，發(fā)電機(jī)閉路脈動端 電壓將低于47V，此時整流器輸出直流端電壓將低于63V，此時只能給虧 電的電池組作微充電。當(dāng)風(fēng)力為5級及以下時，整流器直流輸出電壓將 低于55V，風(fēng)力為4級以下時，直流側(cè)輸出會更低(45V以下)，在直流 輸出電壓等于或低于電池組端電壓的情況下，風(fēng)能將無法給蓄電池充電， 即風(fēng)能無法存儲于電池內(nèi)，當(dāng)然也無法供60V及以上電壓等級的負(fù)載或 裝置使用，因此，此時的風(fēng)力發(fā)電機(jī)形同虛設(shè)。風(fēng)能全部消耗于機(jī)械系 統(tǒng)的磨損和飛轉(zhuǎn)與風(fēng)力的磨損運(yùn)動中，不但浪費(fèi)了唾手可得的風(fēng)能，還 置風(fēng)力發(fā)電機(jī)于破壞性飛轉(zhuǎn)的危險之中，或者是使發(fā)電機(jī)不停的處于耗 能制動的限速過程中，即使不引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障，也會大大降低發(fā)電 機(jī)使用壽命。實用中雖然有通過DC/DC電源提高整流電壓的技術(shù)和實例， 但由于涉及整流-逆變-升壓-再整流等環(huán)節(jié)，能量傳送過程中存在較多 的限制區(qū)域，因此效率不高，沒有普遍應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述不足問題，提供一種智能型二次可控?zé)o觸 點式風(fēng)能吸收器，能夠根據(jù)基本風(fēng)速的大小改變風(fēng)能存儲路徑、使整流 輸出電壓在寬風(fēng)速范圍內(nèi)滿足風(fēng)能存儲條件。該裝置使風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 的蓄電池始終處于充電狀態(tài)，即保證風(fēng)機(jī)葉片所吸收的低于額定值的絕 大部分有效風(fēng)能都可以被接收和儲存，從而提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)利用 效率。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易、體積小、成本低，便于推廣。

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：提供一種智能型二次可 控?zé)o觸點式風(fēng)能吸收器。所述智能型二次可控?zé)o觸點式風(fēng)能吸收器包括： 多繞組輸出變壓器，多路整流開關(guān)組和智能型選通控制盒；所述多繞組 輸出變壓器的輸入端與風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出端相接，所述多繞組輸出變壓器 的各二次繞組分別與對應(yīng)的可控整流開關(guān)組連接，可控整流開關(guān)組的輸 出端正極與蓄電池正極母線和直流負(fù)載相連接，可控整流開關(guān)組的輸出 端負(fù)極與蓄電池負(fù)極母線相連接，多繞組輸出變壓器的原邊接有三相電 壓檢測儀表；三相電壓檢測儀表輸出端連接選通控制盒，選通控制盒的 多線輸出端連接各可控整流開關(guān)組的控制極，所述選通控制盒是具有計 算、比較、和控制輸出功能的單片機(jī)、工控機(jī)、計算機(jī)或PLC智能控制 儀器或設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明所述的智能型二次可控?zé)o觸點式風(fēng)能吸收器一優(yōu)選技術(shù) 方案是：所述三相電壓檢測儀表帶報警接點。

根據(jù)本發(fā)明所述的智能型二次可控?zé)o觸點式風(fēng)能吸收器一優(yōu)選技術(shù) 方案是：所述三相電壓檢測儀表采用電壓變換器、電壓互感器或帶極限 輸出接點的電壓表。