[發(fā)明專利]三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310162493.4
• 申請(qǐng)日: 2013-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN103259286A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王靜;黃友銳;董蘇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，它包括主電路和控制電路，其中主電路包括：雙繞組垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（繞組I（1）、繞組II（2））、卸荷保護(hù)單元（3）、1#不控整流單元（4）、2#不控整流單元（5）、Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)（6）、中點(diǎn)箝位三電平逆變器（7）、并網(wǎng)電流采樣單元（8）、濾波電感L_f（9）、電網(wǎng)電壓采樣單元（10）、Z網(wǎng)絡(luò)電壓采樣單元（11）、直流母線電壓檢測(cè)單元（12）、雙向DC/DC變換單元（13）、充電電流檢測(cè)單元（14）、蓄電池組（15）。

2.三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，它包括主電路和控制電路，其中控制電路包括：風(fēng)速儀（16）、控制器（17）、卸荷保護(hù)（18）、隔離驅(qū)動(dòng)1（19）、隔離驅(qū)動(dòng)2（20）、隔離驅(qū)動(dòng)3（21）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述的雙繞組垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組I（1）出線端與1#不控整流單元（4）相連，繞組II（2）出線端與2#不控整流單元（4）相連，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電整流成直流后，分別對(duì)直流儲(chǔ)能電容器C₁、C₂充電，直流母線經(jīng)Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)（6）后與中點(diǎn)箝位三電平逆變器（7）相連，其中三電平逆變器的箝位中點(diǎn)與兩個(gè)不控整流單元的中點(diǎn)N連接，逆變器的交流輸出端經(jīng)濾波電感L_f（9）與電網(wǎng)相連；并網(wǎng)電流采樣單元（8）與濾波電感L_f（9）串聯(lián)檢測(cè)并網(wǎng)電流，電網(wǎng)電壓采樣單元（10）檢測(cè)電網(wǎng)電壓，Z網(wǎng)絡(luò)電壓采樣單元（11）檢測(cè)Z源網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓；直流母線側(cè)并接雙向DC/DC變換單元用以對(duì)蓄電池組（15）進(jìn)行充放電控制，直流母線電壓檢測(cè)單元（12）和充電電流檢測(cè)單元（14）分別檢測(cè)直流母線電壓及蓄電池組的充放電電流。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：控制器（17）由DSP和FPGA組成，接收風(fēng)速儀（16）、并網(wǎng)電流采樣單元（8）、電網(wǎng)電壓采樣單元（10）、Z網(wǎng)絡(luò)電壓采樣單元（11）、直流母線電壓檢測(cè)單元（12）和充電電流檢測(cè)單元（14）的輸出信號(hào)，DSP主要負(fù)責(zé)軟件控制算法的實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)PGA用來發(fā)出三電平逆變器的PWM脈沖以及雙向DC/DC變換單元中功率器件的PWM脈沖。FPGA輸出的逆變器12路PWM脈沖經(jīng)隔離驅(qū)動(dòng)1（19）輸入到開關(guān)器件，PWM_DC/DC輸出的脈沖PWM_VT₁經(jīng)隔離驅(qū)動(dòng)2（20）輸入到雙向DC/DC變換單元中的功率器件VT₁，脈沖PWM_VT₂經(jīng)隔離驅(qū)動(dòng)3（21）輸入到功率器件VT₂。風(fēng)速儀（16）檢測(cè)風(fēng)速，風(fēng)速過大達(dá)到卸荷剎車條件后，控制器輸出卸荷保護(hù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)卸荷保護(hù)單元（3）中的繼電器，將卸荷電阻箱投入運(yùn)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述的電壓采樣單元中所用的傳感器為霍爾式電壓傳感器，電流采樣單元中所用的傳感器為霍爾式電流傳感器，所述風(fēng)速儀為HL-FS2風(fēng)速傳感器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述的中點(diǎn)箝位三電平逆變器（7）和雙向DC/DC變換單元（13）中的功率開關(guān)器件為IGBT。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)（6）中L₁=L₂，C₃=C₄，串聯(lián)二極管D₁和D₂以防止能量反向流動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述雙向DC/DC變換單元（13）包括功率器件VT₁、VT₂且分別并聯(lián)續(xù)流二極管D₃、D₄，以及高頻電感L₃和濾波電容C₅。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三電平Z源風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器為DSP和FPGA。