[實(shí)用新型]基于多變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020288323.2
• 申請(qǐng)日: 2010-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201750164U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉振富;劉志;辛理夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華銳風(fēng)電科技(江蘇)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，尤其涉及一種基于多變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展能源已經(jīng)成為重要的戰(zhàn)略資源，傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣都為不可再生能源不具備可持續(xù)利用的能力，總有枯竭的一天，在這種背景下以風(fēng)能、太陽(yáng)能等為代表的新能源成為了新的選擇，新能源戰(zhàn)略也被提升到了一個(gè)新的高度，其中尤以風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用得到了前所未有的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的執(zhí)行者也經(jīng)歷了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，從曾經(jīng)的幾十千瓦機(jī)組再到兆瓦機(jī)組，單機(jī)功率越來(lái)越高。

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，風(fēng)能是通過(guò)葉輪和葉片吸收能量并將其轉(zhuǎn)變成變化的旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能，旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能通過(guò)發(fā)電機(jī)變成電壓和頻率波動(dòng)的電能，變流器將變化的電能轉(zhuǎn)化成電壓和頻率符合電網(wǎng)規(guī)范的電能輸送到電網(wǎng)。在此過(guò)程中風(fēng)機(jī)主控制器對(duì)整機(jī)的變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等進(jìn)行控制，并根據(jù)風(fēng)速的變化對(duì)整機(jī)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

風(fēng)電機(jī)組的增大需要相應(yīng)變流模塊的增大，這給大功率變流器提出了不小的挑戰(zhàn)，變流器功率變大意味著更大的電流或電壓，從傳統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)的做法主要由采用高壓變頻器，提高系統(tǒng)的電壓，這種方案也意味著變流器需要采用高壓電力電子器件，從成本角度講高壓大功率電力電子器件要比低壓的成本高出許多，另一種形式是采用低壓變流器，將變流器進(jìn)行并聯(lián)，例如3MW的機(jī)組中采用兩個(gè)1.5MW的變流器并聯(lián)工作，這對(duì)變流器以及整機(jī)的控制方式提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，兩個(gè)變流器并聯(lián)運(yùn)行比同一個(gè)變流器并聯(lián)功率模塊更為復(fù)雜，兩變流器并聯(lián)工作時(shí)不僅需要一個(gè)變流器內(nèi)部之間的功率模塊能夠協(xié)調(diào)工作，更需要兩個(gè)變流器之間的功率有一個(gè)合理的分配，功率分配不當(dāng)會(huì)使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定甚至是功率模塊燒毀。并聯(lián)使用時(shí)除變頻器本身還需要與發(fā)電機(jī)、變壓器等有很好的配合，確使系統(tǒng)在一個(gè)協(xié)調(diào)平衡的環(huán)境下穩(wěn)定工作，環(huán)節(jié)中任何一部分出現(xiàn)問(wèn)題都可能是系統(tǒng)難以正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于多變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其提供了可靠穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變頻控制。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于雙變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其包括至少兩變流器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和變壓器，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)分別與所述至少兩變流器的輸入端連接，所述至少兩變流器的輸出端與所述變壓器的輸入端連接。

實(shí)施時(shí)，本實(shí)用新型所述的基于雙變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，還包括控制模塊，所述控制模塊包括至少兩網(wǎng)側(cè)控制器和一機(jī)側(cè)控制器；

所述變流器的網(wǎng)側(cè)功率模塊分別與一所述網(wǎng)側(cè)控制器連接；

所述至少兩變流器都與所述機(jī)側(cè)控制器連接。

實(shí)施時(shí)，當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)為多繞組風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)，每一該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組分別與一所述變流器的輸入端連接，所述變壓器為單繞組變壓器。

實(shí)施時(shí)，當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)為單繞組風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組與該至少兩變流器的輸入端連接，所述變壓器為多繞組變壓器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的基于多變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，采用并聯(lián)工作的多變流器以進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變頻控制，更為可靠穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述的基于多變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖2-1、圖2-2分別是本實(shí)用新型所述的基于多變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一具體實(shí)施例的接線說(shuō)明圖；

圖3是本實(shí)用新型所述的基于多變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變流器內(nèi)部信號(hào)控制框圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型所述的基于多變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括輪轂、葉片、齒輪箱、至少兩變流器、變壓器和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)分別與所述至少兩變流器的輸入端連接，并所述至少兩變流器的輸出端與所述變壓器的輸入端連接。

所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以為異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)或同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以為單繞組風(fēng)力發(fā)電機(jī)或多繞組風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

如所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)為同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則其可以為永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)或勵(lì)磁式同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

所述基于多變流器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還包括控制單元，所述控制單元包括變槳控制模塊、變頻控制模塊和主控模塊。

所述變槳控制模塊包括變頻器、變槳電機(jī)和減速器，也可以是機(jī)械式的液壓控制系統(tǒng)。

所述變頻控制模塊包括各個(gè)變流器內(nèi)部的控制器。

所述變流器包含直流母排、網(wǎng)側(cè)功率模塊和機(jī)側(cè)功率模塊，每個(gè)所述網(wǎng)側(cè)功率模塊由獨(dú)立的網(wǎng)側(cè)控制器控制，而所述至少兩個(gè)變流器包含的機(jī)側(cè)功率控制模塊都由同一機(jī)側(cè)控制器控制。