[發(fā)明專利]微電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)離網(wǎng)一體裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310425155.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103475026A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 荊林峰;荊聿平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南德明電源設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，尤其涉及一種微電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)離網(wǎng)一體裝置及方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，只有離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器或并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器。離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器用于離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器控制風(fēng)機(jī)給蓄電池組充電，然后將蓄電池組的電能逆變成交流電，給負(fù)載供電。并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器用于并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器控制風(fēng)機(jī)并輸出穩(wěn)定的直流電壓供給并網(wǎng)逆變器，然后并網(wǎng)逆變器跟蹤網(wǎng)電，并將電能輸送到電網(wǎng)。

我們國(guó)家正在大力推行微電網(wǎng)發(fā)電，在并網(wǎng)系統(tǒng)中，當(dāng)網(wǎng)電停電或者檢修的時(shí)候，風(fēng)力發(fā)電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)，能源無(wú)法到達(dá)高效的利用；在離網(wǎng)系統(tǒng)中，可能會(huì)出現(xiàn)用電剩余的情況，造成能源的浪費(fèi)，這樣就急需一臺(tái)設(shè)備可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)。

有些廠家的并網(wǎng)逆變器宣傳具有這種功能，但經(jīng)過(guò)調(diào)研，這些廠家是將并網(wǎng)逆變器添加了一個(gè)網(wǎng)電充電器給蓄電池充電，風(fēng)能通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)變成電能，再通過(guò)控制器輸出穩(wěn)定的直流供給并網(wǎng)逆變器，并網(wǎng)逆變器輸電上網(wǎng)，再有網(wǎng)電給蓄電池充電，中間增加了太多的環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)造成能源的浪費(fèi)，控制成本較高。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)離網(wǎng)控制一體裝置直接從風(fēng)力發(fā)電機(jī)取電后，分別進(jìn)行離網(wǎng)和并網(wǎng)，只需一臺(tái)風(fēng)機(jī)、一臺(tái)并網(wǎng)離網(wǎng)控制一體裝置、兩臺(tái)逆變器就可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力微電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)光互補(bǔ)微電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，減小了中間環(huán)節(jié)，極大地節(jié)約了成本，可以更高效的利用能源。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種微電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)離網(wǎng)一體裝置及方法。通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)離網(wǎng)控制一體機(jī)直接從風(fēng)力發(fā)電機(jī)取電后，分別進(jìn)行離網(wǎng)和并網(wǎng)，減小了中間環(huán)節(jié)，提高了能源的利用率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種微電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)離網(wǎng)一體裝置，包括：控制電路、三相整流電路一、三相整流電路二、DC/DC電源一、DC/DC電源二、手動(dòng)開(kāi)關(guān)和保護(hù)電路。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)與所述三相整流電路一和蓄電池組串聯(lián)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)與所述手動(dòng)開(kāi)關(guān)、三相整流電路二、DC/DC電源二、并網(wǎng)逆變器串聯(lián)，所述三相整流電路一和蓄電池組的串聯(lián)支路與所述手動(dòng)開(kāi)關(guān)、三相整流電路二、DC/DC電源二、并網(wǎng)逆變器的串聯(lián)支路并聯(lián)連接，所述DC/DC電源一與所述控制電路和所述保護(hù)電路分別連接，所述DC/DC電源一和所述控制電路分別耦接到三相整流電路一的輸出端，所述控制電路耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組上。

在所述三相整流電路一和蓄電池組之間，可以根據(jù)需要增加DC/DC降壓模塊。

所述控制電路包括：采樣電路、諧波控制電路和諧波注入電路；所述采樣電路耦接到所述三相整流電路一的輸出端，所述采樣電路將采樣信號(hào)傳送至諧波控制電路，所述諧波控制電路與所述諧波注入電路連接，所述諧波注入電路耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)繞組上。

所述諧波注入電路包括：諧波注入電路一、諧波注入電路二、諧波注入電路三；所述諧波注入電路一耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L1、L2繞組，所述諧波注入電路二耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L2、L3繞組，所述諧波注入電路三耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L1、L3繞組。

所述諧波注入電路由可控開(kāi)關(guān)和二極管串聯(lián)組成。

所述可控開(kāi)關(guān)為N型MOSFET晶體管，所述N型MOSFET晶體管的門極與所述諧波控制電路連接、源極耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組、漏極與所述二極管的陰極連接，所述二極管的陽(yáng)極耦接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組。

所述保護(hù)電路由繼電器J1、繼電器J2組成，所述繼電器J1、繼電器J2的供電線圈與DC/DC電源連接，所述繼電器J1、繼電器J2的公共點(diǎn)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L1連接，所述繼電器J1的常閉觸點(diǎn)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L2連接，繼電器J2常閉觸點(diǎn)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)三相繞組中的L3連接，L1、L2、L3無(wú)先后順序之分。

一種微電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)離網(wǎng)一體裝置的控制方法，包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出三相交流電能，通過(guò)三相整流電路一，輸出直流電能到蓄電池組；通過(guò)三相整流電路二，輸出直流電能到DC/DC電路二，輸送穩(wěn)定的直流電能給并網(wǎng)逆變器，并網(wǎng)逆變器將直流電逆變成交流電輸送給電網(wǎng)。

DC/DC電源一給控制電路供電，采樣電路將采集到的信號(hào)傳送至諧波控制電路，諧波控制電路根據(jù)接收到的信號(hào)控制諧波注入電路中可控開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，通過(guò)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)注入諧波來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的磁阻，調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)。