[實(shí)用新型]雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變流裝置控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120005163.0
• 申請(qǐng)日: 2011-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201956699U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉君;宋志杰;梁波;李海龍;丁淑婧;安然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江瑞好科技集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02P21/00
• 代理公司: 大慶市遠(yuǎn)東專利商標(biāo)事務(wù)所 23202
• 代理人: 馬洪發(fā)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其是一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變流裝置控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，兆瓦級(jí)變速變槳雙饋并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組代表了國(guó)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組整機(jī)發(fā)展的主流方向，而雙饋?zhàn)兞餮b置是兆瓦級(jí)雙虧風(fēng)電機(jī)組中的核心部件之一，是實(shí)現(xiàn)雙饋式異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在風(fēng)速大范圍變化情況下的恒壓恒頻并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行的重要組成部分。現(xiàn)有大功率雙饋?zhàn)兞餮b置控制系統(tǒng)多采用雙處理器或雙數(shù)字信號(hào)處理器（DSP)架構(gòu)，處理器間通過(guò)雙口隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）或串行通信方式連接，控制系統(tǒng)的各功能板平面布置，多采用分立元件的驅(qū)動(dòng)板加絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）模塊構(gòu)成功率輸出電路，功率變換電路與控制系統(tǒng)之間通過(guò)線路遠(yuǎn)距離連接。這種結(jié)構(gòu)造成以下不足：1.雙中央處理器（CPU）結(jié)構(gòu)造成易出故障、協(xié)同控制復(fù)雜；2.各控制板抗電磁干擾能力差、連線復(fù)雜；3.分立元件構(gòu)成的控制板或驅(qū)動(dòng)板參數(shù)匹配困難、使用器件多、易出故障；4.過(guò)多的分立元件造成生產(chǎn)、調(diào)試、維護(hù)的高成本；5.缺乏網(wǎng)絡(luò)接口，難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷和數(shù)據(jù)交換換，難以適應(yīng)不同整機(jī)廠商接口要求；6.沒(méi)有大容量的存儲(chǔ)介質(zhì)，不能長(zhǎng)期保存測(cè)量數(shù)據(jù)，難以實(shí)現(xiàn)故障分析、預(yù)報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變流裝置控制系統(tǒng)，該變流裝置控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，具有網(wǎng)絡(luò)接口豐富、抗干擾能力強(qiáng)、控制精度高、測(cè)量速度快的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電流內(nèi)環(huán)及功率外環(huán)的雙閉環(huán)控制，以及對(duì)數(shù)據(jù)的集中采集、故障預(yù)報(bào)及診斷功能。

本實(shí)用新型的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變流裝置控制系統(tǒng)，是由可編程邏輯控制器PLC、觸摸顯示屏、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、數(shù)據(jù)采集控制模塊連接構(gòu)成。可編程邏輯控制器PLC模塊與觸摸顯示屏相連接，可編程邏輯控制器PLC模塊與網(wǎng)絡(luò)接口模塊的一端相連接，該網(wǎng)絡(luò)接口模塊的另一端與風(fēng)電機(jī)組控制及變槳系統(tǒng)相連接，可編程邏輯控制器PLC模塊還與數(shù)據(jù)采集控制模塊相連接，該數(shù)據(jù)采集控制模塊同時(shí)與網(wǎng)側(cè)功率模塊、轉(zhuǎn)子側(cè)功率模塊相連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的數(shù)據(jù)采集控制模塊由數(shù)字信號(hào)處理器DSP與A/D轉(zhuǎn)換模塊、可編程邏輯控制器PLC接口模塊、數(shù)字量信號(hào)輸入輸出模塊、轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊、脈沖寬度調(diào)制PWM模塊、存儲(chǔ)器模塊相連接構(gòu)成，?A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與模擬信號(hào)變換模塊的的輸出端相連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的可編程邏輯控制器PLC接口模塊為控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線CAN接口模塊、RS485通信接口模塊、RS232通信接口模塊中的一種或多種。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的模擬信號(hào)變換模塊由定子線電壓傳感器、主電網(wǎng)線電壓傳感器、網(wǎng)側(cè)逆變器相電流傳感器、電網(wǎng)相電流傳感器、直流母線電壓傳感器、轉(zhuǎn)子電流傳感器、電壓信號(hào)調(diào)理電路、低通濾波電路、電流信號(hào)調(diào)理電路的連接構(gòu)成，低通濾波器的輸入端分別連接到定子線電壓傳感器、主電網(wǎng)線電壓傳感器、網(wǎng)側(cè)逆變器相電路傳感器、電網(wǎng)相電流傳感器、轉(zhuǎn)子電流傳感器，電壓信號(hào)調(diào)理電路和電流信號(hào)調(diào)理電路分別與低通濾波器的兩個(gè)輸出端相連接，電流信號(hào)調(diào)理電路和電壓信號(hào)調(diào)理電路的輸出端連接到A/D轉(zhuǎn)換模塊，該A/D轉(zhuǎn)換模塊為16位或32位多路并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的數(shù)字量信號(hào)輸入輸出模塊由數(shù)字量信號(hào)光電隔離電路、數(shù)字量信號(hào)整形濾波電路構(gòu)成，數(shù)字量信號(hào)經(jīng)數(shù)字量信號(hào)整形濾波電路及數(shù)字量信號(hào)光電隔離電路后與數(shù)字信號(hào)處理器DSP相連接，數(shù)字信號(hào)處理器DSP的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字量信號(hào)光電隔離電路后與網(wǎng)側(cè)功率模塊及轉(zhuǎn)子側(cè)功率模塊相連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊由編碼器驅(qū)動(dòng)電路、編碼器電壓變換電路、編碼器整形濾波電路、編碼器光電隔離電路、編碼器依次連接構(gòu)成，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與編碼器的輸入端直接相連，數(shù)字信號(hào)處理器DSP的正交編碼脈沖接口與編碼器驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的脈沖寬度調(diào)制PWM模塊由轉(zhuǎn)子側(cè)光電隔離電路、網(wǎng)側(cè)光電隔離電路、可編程器件連接構(gòu)成，數(shù)字信號(hào)處理器DSP及過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)信號(hào)分別與脈沖寬度調(diào)制PWM模塊的兩個(gè)輸入端相連接，轉(zhuǎn)子側(cè)光電隔離電路、網(wǎng)側(cè)光電隔離電路的輸入端分別與脈沖寬度調(diào)制PWM模塊的兩個(gè)輸出端相連接，轉(zhuǎn)子側(cè)功率模塊、網(wǎng)側(cè)功率模塊通過(guò)光纖或其他通訊傳輸線纜分別與轉(zhuǎn)子側(cè)光電隔離電路、網(wǎng)側(cè)光電隔離電路的輸出端相連接。