[發明專利]風力發電系統及控制其的方法

無效

• 申請號: 201210328707.6
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102979680A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 鄭永學;尹燦;鄭玄喆;金倍均
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: F03D9/02
• 分類號: F03D9/02;F03D7/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關申請的交叉引用

本申請主張享有于2011年9月6日提交的題為“風力發電系統及控制其的方法”的韓國專利申請第10-2011-0090170號的權益，其全部內容通過引用結合于本申請。

技術領域

本發明涉及一種風力發電系統及控制其的方法，更具體地，涉及一種能延長諸如電池單元等的能量存儲裝置的壽命、改善低風速下產生的電能的存儲特性、以及通過電容器單元向電池單元穩定提供電能的風力發電系統及控制其的方法。

背景技術

利用風能的風力發電系統是一種取代使用化石燃料的現有發電系統的發電系統，其已被用作使用清潔能源的可持續發電系統。

如圖1所示，根據現有技術的風力發電系統被配置為包括風力發電單元、風力發電控制單元和電池單元。

更具體地，風力發電單元將風能轉換為電能，并輸出該電能。即，風力發電單元是利用風速發電的風速發電機。

此外，風力發電控制單元將由風力發電單元輸出的電能（即，交流（AC）電）轉換為直流（DC）電，并向電池單元提供該DC電。

因此，電池單元接收并存儲該DC電，并隨后向連接至風力發電系統的各個負載提供該DC電。

然而，根據現有技術如上所述配置的風力發電系統具有其根據諸如風速、風向、季節等的天氣條件而具有不穩定且不連續的輸出的缺陷。

因此，由于向電池單元提供的電能（即，輸入電）不恒定，而是類似于時刻變化的脈沖施加，所以電池單元的壽命極大下降。

此外，風力發電單元在低風速下產生低電力。此時，由于電池單元具有大輸入電阻，所以很難存儲低電力，使得儲能效率下降。

另外，由于風力發電控制單元將風力發電單元產生的低電力提升至電池單元的系統電力，所以當所產生的電力為低DC電壓時，提升效率很低，使得相比于發電，充電效率下降了。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種能延長諸如電池單元等的能量存儲裝置的壽命的風力發電系統以及控制其的方法。

本發明的另一目的是提供一種能改善低風速下所產生的電能的存儲特性的風力發電系統以及控制其的方法。

本發明的又一方面是提供一種能通過電容器單元向電池單元穩定提供由風力發電產生的電能的風力發電系統以及控制其的方法。

根據本發明的一種示例性實施方式，提供了一種風力發電系統，包括：風力發電單元，其將風能轉換為電能并輸出該電能；風力發電控制單元，其控制由風力發電單元輸出的電能；以及電容器單元和電池單元，其存儲由風力發電控制單元控制的電能，其中，風力發電控制單元包括直流（DC）-直流（DC）轉換器，該DC-DC轉換器監控風力發電單元和電容器單元，從而選擇性提升由風力發電單元輸出的電能。

該DC-DC轉換器可包括第一轉換器，其在風力發電單元和電容器單元的電能少于基準量時，將由風力發電單元輸出的電能提升至基準量；以及第二轉換器，其在風力發電單元或電容器單元的電能為基準量以上時，將由風力發電單元輸出的電能提升至電容器單元的最大存儲量。

電容器單元可包括其中多個電容器彼此堆疊連接的超級電容器模塊，電池單元包括其中多個電池可彼此堆疊連接的電池模塊；以及電容器單元和電池單元可彼此串聯連接。

風力發電控制單元還可包括電容器過充電防止單元，該電容器過充電防止單元監控電容器單元以中斷從風力發電單元向電容器單元提供的電能，從而防止電容器單元的過充電。

風力發電系統還可包括電池控制單元，該電池控制單元被配置在電容器單元與電池單元之間，從而控制從電容器單元向電池單元提供的電能。

根據本發明的另一示例性實施方式，提供了一種用于控制風力發電系統的方法，該方法包括：發電步驟，其將風能轉換為電能并輸出該電能；升壓步驟，其監控風力發電單元和電容器單元，從而選擇性提升由風力發電單元輸出的電能；以及存儲步驟，其存儲選擇性提升后的電能。

在提升步驟中，當風力發電單元和電容器單元的電能少于基準量時，由風力發電單元輸出的電能可被提升至基準量；以及當風力發電單元或電容器單元的電能為基準量以上時，由風力發電單元輸出的電能可被提升至電容器單元的最大存儲量。

該方法還可包括過充電防止步驟，其監控電容器單元以中斷從風力發電單元向電容器單元提供的電能，從而防止電容器單元的過充電。

在過充電防止步驟中，當電容器單元的電能大于最大可存儲電能時，可中斷向電容器單元提供的電能，以及當電容器單元的電能小于最大可存儲電能時，可保持向電容器單元的電能供應。

附圖說明