[發明專利]一種利用超級電容器實現風力發電機變速恒頻的方法

有效

• 申請號: 201210042035.2
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102570951A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張麗;許海;孫洪;張波;鄔麗娜
• 申請（專利權）人: 蘇州市職業大學
• 主分類號: H02P9/04
• 分類號: H02P9/04;H02J7/14
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明涉及一種風力發電機的工作方法，尤其是涉及一種利用超級電容器實現風力發電機變速恒頻的方法。

背景技術

在風力發電的過程中，既要最大限度地捕獲風能，又要保持發電機發出的電能頻率與電網的頻率一致，即恒頻。

目前廣泛采用的變速恒頻方法主要有：籠型異步發電機變速恒頻系統、交流勵磁雙饋發電機變速恒頻系統、無刷雙饋發電機變速恒頻系統和永磁電機變速恒頻系統。

在采用永磁電機變速恒頻的系統中，一般要通過復雜的結構收集電能，才能最終實現發電功率的合流或分流。

發明內容

本發明針對現有技術的弊端，提供一種利用超級電容器實現風力發電機變速恒頻的方法，其目的是通過簡單可靠的結構，實現風力發電機的變速恒頻，并且能夠避免收到測量儀器失真的誤導。

為此，本發明提供了一種利用超級電容器實現風力發電機變速恒頻的方法，包括以下步驟：

步驟一、通過風向計測量風向、通過風速計測量風速；

步驟二、將所述風向計測得的風向參數輸入到控制器中，控制器對風向參數進行計算，并根據計算結果調整變槳距機構，以調整風車翼的角度，使得風車翼處于風能利用最大化的位置處；

步驟三、將所述風速計測得的風速參數也輸入到控制器中，控制器根據風向參數和風速參數計算風車翼帶動的風力機轉子的理論輸出功率，并與實際輸出功率進行比較，如果兩者的差值在預定值的范圍內，則轉向步騾四，如果兩者的差值在預定值的范圍外，則轉向執行步驟二，重新調整風車翼的角度，并且對風向計和風速計進行性能檢測；

步驟四、將風力機轉子的輸出功率傳送至增速機，再由增速機傳遞至差動永磁電機，如果風力機轉子的輸出功率大于差動永磁電機的額定功率時，由控制器進行控制，將風力機轉子的輸出功率進入差動永磁電機的差速機構進行功率分流，將超出額定功率的部分分流至備用發電機，備用發電機發出的電能輸出至由多個超級電容器串聯形成的超級電容器組內；如果風力機轉子的輸出功率小于差動永磁電機的額定功率時，由控制器進行控制，將風力機轉子的輸出功率和超級電容器的輸出功率共同輸入到差動永磁電機中，其中，所述風力機轉子的輸出功率和超級電容器的輸出功率之和等于所述差動永磁電機的額定功率；

步驟五、通過電量檢測器檢測超級電容器組內的電量，當電量高于一高值時，將超級電容器組內的電量轉移到蓄電池內，當電量低于一低值時，從蓄電池內向超級電容器組轉移電量。

優選的是，所述的利用超級電容器實現風力發電機變速恒頻的方法中，在所述步驟二中，根據風向參數計算出的變槳距機構的調整值是個范圍，以此調整風車翼的角度在一預定范圍內，再根據步驟三中計算出來的理論輸出功率與實際輸出功率進行比較，取差值最小者作為最終風車翼的角度。

優選的是，所述的利用超級電容器實現風力發電機變速恒頻的方法中，在所述步驟四中，所述額定功率的數值范圍為標準額定功率上下浮動2％。

本發明的利用超級電容器實現風力發電機變速恒頻的方法成本低廉，效果可靠，結構簡單。

附圖說明

圖1為本發明所述的利用超級電容器實現風力發電機變速恒頻的方法的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

如圖1所示，本發明公開了一種利用超級電容器實現風力發電機變速恒頻的方法，包括以下步驟：

步驟一、通過風向計測量風向、通過風速計測量風速；

步驟二、將所述風向計測得的風向參數輸入到控制器中，控制器對風向參數進行計算，并根據計算結果調整變槳距機構，以調整風車翼的角度，使得風車翼處于風能利用最大化的位置處；這樣做的目的是為了最大化地利用風能，避免風能造成浪費。

步騾三、將所述風速計測得的風速參數也輸入到控制器中，控制器根據風向參數和風速參數計算風車翼帶動的風力機轉子的理論輸出功率，并與實際輸出功率進行比較，如果兩者的差值在預定值的范圍內，則轉向步驟四，如果兩者的差值在預定值的范圍外，則轉向執行步驟二，重新調整風車翼的角度，并且對風向計和風速計進行性能檢測；在風力發電機設計時，需要設計出本發電機根據風向和風速能夠產生的輸出功率。因此，在使用中，控制器也能夠根據風向參數和風速參數計算風車翼帶動的風力機轉子的理論輸出功率。而實際輸出功率可以通過測量得到。如果兩者差值不大，則說明風力發電機工作正常，而如果兩者差距較大，則需要重新調整風車翼的角度，并且檢測風向計或風速計的工作是否正常。