[發明專利]一種電網友好型風力發電機組及其控制方法

有效

• 申請號: 201110330815.2
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102510082A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 章瑋;吳涵延;余曉明;周英華;黃曉惠
• 申請（專利權）人: 江蘇新譽重工科技有限公司;新譽集團有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/18
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

1.一種電網友好型風力發電機組，包括風輪、與風輪連接的傳動裝置、由傳動裝置驅動的永磁同步電機、電勵磁同步發電機，其特征在于：所述的永磁同步電機總的額定功率占風力發電機組額定功率的1/3，所述的電勵磁同步發電機的額定功率占風力發電機組額定功率的2/3，所述的永磁同步電機電連接有控制永磁同步電機工作狀態的變流器。

2.根據權利要求1所述的一種電網友好型風力發電機組，其特征在于：所述的變流器的控制系統根據風速及永磁同步電機的轉速控制永磁同步電機分別作為發電機或電動機使用，所述的永磁同步電機作為發電機時所述的變流器可調節永磁同步電機的功率因數。

3.根據權利要求1所述的一種電網友好型風力發電機組，其特征在于：所述的傳動裝置的結構為：所述的傳動裝置包括傳動軸、增速箱，傳動軸兩端分別連接風輪及增速箱，所述的增速箱的后端設有后動力輸出軸，所述的增速箱的后動力輸出軸與電勵磁同步發電機連接，所述的永磁同步電機與電勵磁同步發電機同軸連接。

4.根據權利要求1所述的一種電網友好型風力發電機組，其特征在于：所述的傳動裝置的結構為：所述的傳動裝置包括傳動軸、增速箱，傳動軸兩端分別連接風輪及增速箱，所述的增速箱的前端設有一個以上的前動力輸出軸，所述的增速箱的后端設有后動力輸出軸，一個以上的前動力輸出軸分別與一個以上的永磁同步電機連接，所述的后動力輸出軸與電勵磁同步發電機連接。

5.根據權利要求4所述的一種電網友好型風力發電機組，其特征在于：所述的永磁同步電機的數量為3～4臺，所述的前動力輸出軸的數量與永磁同步電機的數量相同。

6.根據權利要求1所述的一種電網友好型風力發電機組，其特征在于：所述的電勵磁同步發電機連接有調整電勵磁同步發電機輸出有功功率分量或無功功率分量的勵磁控制裝置。

7.一種控制權利要求1-5任一項所述的電網友好型風力發電機組的控制方法，其特征在于：具體為：

(1)當風速大于風力發電機組的切入風速后，變流器的控制系統控制永磁同步電機作為發電機使用，永磁同步電機進入發電狀態，永磁同步電機通過變流器向外界電網輸送電能，變流器的控制系統控制永磁同步電機的有功功率輸出分量并逐步增大永磁同步電機的有功功率輸出分量，電勵磁同步發電機處于空載運行狀態；

(2)永磁同步電機達到額定功率發電后，此時，永磁同步電機的轉速也達到額定轉速，電勵磁同步發電機與電網接通，電勵磁同步發電機進入發電狀態，電勵磁同步發電機的發電功率逐步增大的同時永磁同步電機的有功功率輸出逐漸減小直至完全停止，永磁同步電機的有功功率輸出停止時變流器的控制系統控制永磁同步電機作為電動機使用，變流器的控制系統控制永磁同步電機輸出無功功率，永磁同步電機按額定轉速運行；

(3)當電勵磁同步發電機達到額定功率發電后，變流器的控制系統控制永磁同步電機再次作為發電機使用，永磁同步電機進入發電狀態，永磁同步電機通過變流器向外界電網輸送電能，電勵磁同步發電機與永磁同步電機同時向外界電網發電。

8.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述的電勵磁同步發電機連接有勵磁控制裝置，所述的勵磁控制裝置對電勵磁同步發電機的勵磁方式為過勵磁或正常勵磁或欠勵磁，在外界電網電壓跌落時，勵磁控制裝置根據外部電力調度的要求選擇不同的勵磁方式調整電勵磁同步發電機輸出有功功率分量或無功功率分量。

9.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于：步驟(2)中，變流器的控制系統控制永磁同步電機輸出無功功率，永磁同步電機按額定轉速運行之后，如果永磁同步電機的轉速大于永磁同步電機的額定轉速，變流器的控制系統控制永磁同步電機發出相應的有功功率使永磁同步電機的轉速回歸額定轉速；如果永磁同步電機的轉速小于永磁同步電機的額定轉速，變流器的控制系統控制永磁同步電機發出相應的無功功率使永磁同步電機的轉速回歸額定轉速，從而保證永磁同步電機以及電勵磁同步發電機的轉速穩定。

10.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于：當風速大于風力發電機組的切出風速后，永磁同步電機和電勵磁同步發電機均停止運行。