[發(fā)明專利]非儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)互補(bǔ)供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2010-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102223136A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冬雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 冬雷
• 主分類號(hào): H02P27/06
• 分類號(hào): H02P27/06;H02M3/07
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)互補(bǔ)供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，特別涉及一種不需要儲(chǔ)能裝置，也不需要并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)互補(bǔ)供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，屬于新能源應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前新能源技術(shù)，特別是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日益受到人們的關(guān)注。由于風(fēng)力發(fā)電的不確定性，風(fēng)力發(fā)電和利用主要有兩種方式：一種屬于并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所捕獲的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能全部輸送到電網(wǎng)上；另一種屬于獨(dú)立供電系統(tǒng)，所捕獲的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能后儲(chǔ)存到儲(chǔ)能系統(tǒng)中，需要時(shí)再向負(fù)載供電。

對(duì)于并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，為了使發(fā)電容量和負(fù)載容量平衡，就需要有足夠的旋轉(zhuǎn)備用容量。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電量下降時(shí)，旋轉(zhuǎn)備用容量能夠迅速增加發(fā)電容量，并向負(fù)載供電。由于風(fēng)力發(fā)電的不確定性，加之負(fù)載的變動(dòng)，因此需要較大的旋轉(zhuǎn)備用容量。而旋轉(zhuǎn)備用容量的增加就會(huì)使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本大為增加。為了降低旋轉(zhuǎn)備用容量，提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，人們提出了大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)儲(chǔ)能裝置，解決風(fēng)力發(fā)電不確定性帶來(lái)的問(wèn)題。由于大型并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的容量非常大，因此需要的儲(chǔ)能裝置的容量也非常大，需要較大的投資才能實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于獨(dú)立供電系統(tǒng)，則儲(chǔ)能裝置是必須的。儲(chǔ)能裝置的作用就是當(dāng)風(fēng)速較高時(shí)，風(fēng)力發(fā)電除了為負(fù)載提供電能之外，把剩余的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能裝置中，當(dāng)風(fēng)速較低或者無(wú)風(fēng)時(shí)，由儲(chǔ)能裝置釋放電能向負(fù)載供電。

綜上所述，在小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用中，其負(fù)載多為異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，所發(fā)電能均可被負(fù)載消耗掉，因此不需要向電網(wǎng)輸送電能，但是需要系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。而風(fēng)力發(fā)電的不確定性使風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用效能大為降低。儲(chǔ)能裝置的存在又極大地增加了系統(tǒng)的成本，同時(shí)儲(chǔ)能裝置的壽命一般較短，這也大大增加了系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，提出了一種非儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)互補(bǔ)供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。主要目的就是在小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用中提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，并且不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成任何損害，同時(shí)不需要儲(chǔ)能裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明由三相交流電網(wǎng)、電網(wǎng)整流模塊、直流母線濾波電容、逆變器、異步電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電整流模塊、制動(dòng)電阻、制動(dòng)控制單元、DC/DC模塊、數(shù)字控制電路組成。三相交流電網(wǎng)與電網(wǎng)整流模塊相連接，經(jīng)過(guò)直流母線濾波電容后輸入給逆變器，逆變器的交流輸出端與異步電機(jī)相連接。風(fēng)力發(fā)電機(jī)與風(fēng)力發(fā)電整流模塊相連接，制動(dòng)電阻與制動(dòng)控制單元串聯(lián)后再與DC/DC模塊輸入端并聯(lián)接入風(fēng)力發(fā)電整流模塊的直流側(cè)。DC/DC模塊輸出端與直流母線濾波電容相并聯(lián)。數(shù)字控制電路分別與逆變器、制動(dòng)控制單元和DC/DC模塊相連接，對(duì)這三個(gè)模塊進(jìn)行控制。

所述電網(wǎng)整流模塊和風(fēng)力發(fā)電整流模塊由二極管三相全橋整流單元組成，用于交流-直流變換；

所述逆變器由可關(guān)斷功率開(kāi)關(guān)組成三相全橋逆變器，用于直流-交流變換；

所述DC/DC模塊由輸入電容、高頻電感、升壓斬波功率開(kāi)關(guān)、升壓二極管、降壓斬波功率開(kāi)關(guān)、續(xù)流二極管組成。輸入電容并聯(lián)在輸入端，輸入電容的正極與降壓斬波功率開(kāi)關(guān)的集電極相連，降壓斬波功率開(kāi)關(guān)的發(fā)射極與續(xù)流二極管陰極和高頻電感相連接，續(xù)流二極管陽(yáng)極連接直流母線的負(fù)端，高頻電感的另外一端與升壓斬波功率開(kāi)關(guān)的集電極和升壓二極管的陽(yáng)極相連接，升壓二極管的陰極連接直流母線濾波電容的正極，升壓斬波功率開(kāi)關(guān)的發(fā)射極與直流母線的負(fù)端相連接。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果：

本發(fā)明的一個(gè)效果在于，通過(guò)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以捕獲風(fēng)能向負(fù)載電機(jī)供電，從而降低電網(wǎng)電力的消耗，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

本發(fā)明的另外一個(gè)效果在于，由于有電網(wǎng)的接入，使得風(fēng)力發(fā)電不確定的問(wèn)題不會(huì)影響負(fù)載電機(jī)的持續(xù)正常運(yùn)行，提高了風(fēng)力發(fā)電供電系統(tǒng)的可靠性。

本發(fā)明的另外一個(gè)效果在于，風(fēng)力發(fā)電的能量不注入電網(wǎng)，僅向負(fù)載電機(jī)供電，因此不會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成影響，也不會(huì)造成計(jì)費(fèi)問(wèn)題，更不會(huì)對(duì)電網(wǎng)注入諧波造成污染。

本發(fā)明的另外一個(gè)效果在于，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不需要蓄電池對(duì)電能進(jìn)行儲(chǔ)存，因此系統(tǒng)制造成本和運(yùn)行成本大大降低，同時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中非儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)互補(bǔ)供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)框圖；

圖2是DC/DC模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是逆變器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：一種非儲(chǔ)能型風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)互補(bǔ)供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：