[發明專利]一種永磁直驅風電系統

有效

• 申請號: 201410435944.1
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104201717A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 黃守道;張陽;黃晟;羅德榮;王輝;高劍;郭超;王家堡;廖武
• 申請（專利權）人: 黃守道
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及發電領域，特別涉及一種永磁直驅風電系統。

背景技術

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視；利用風力發電為各國利用風能的主要方式。

目前，永磁直驅風力發電為我國現有的風能發電主要方式之一；但是，現有的永磁直驅風力發電系統多采用傳統電壓源型PWM變流裝置并網，其具有如下局限和不足：首先，傳統電壓源型逆變器的交流負載只能是電感性負載；其次，傳統電壓源型逆變器是一種降壓式逆變器，交流輸出電壓只能低于直流母線電壓。對于直流母線較低，但需要較高交流輸出電壓的功率變換場合，就需要額外的升壓斬波電路，這將增加系統成本，降低變換器效率；最后，傳統電壓源型逆變器不允許同一橋臂的上下兩個開關管同時導通，否則，會由于直通過流燒毀器件。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種永磁直驅風電系統，利用該永磁直驅風電系統解決了現有的永磁直驅風力發電系統多采用傳統電壓源型PWM變流裝置并網局限和不足。

本發明提供一種永磁直驅風電系統，包括有風機、與所述風機連接的永磁同步發電機、二極管整流器及并網變壓器，還包括有LC濾波裝置與Z源逆變器；所述LC濾波裝置與所述永磁同步發電機及所述二極管整流器連接，所述Z源逆變器與所述二極管整流器及所述并網變壓器連接。

進一步的，所述風機將風能轉化為機械能；所述永磁同步發電機將所述風機的機械能轉化為電能，并以三相電形式輸出至所述LC濾波裝置。

進一步的，述LC濾波器包括有三個濾波電感和三個濾波電容；所述濾波電容中點接地。

進一步的，所述三相電經過所述LC濾波裝置的濾波與補償后輸入所述二極管整流器中。

進一步的，所述三相電經過所述二極管整流器的三相不可控整流后形成直流電輸入所述Z源逆變器中。

進一步的，所述Z源逆變器包括Z源網絡及三相逆變器。

進一步的，所述直流電經過所述Z源逆變器的轉化后形成正弦波三相電輸入所述并網變壓器中。

進一步的，所述正弦波三相電經過所述并網變壓器變壓后輸入三相電網中。

本發明的有益效果在于，提供一種永磁直驅風電系統，解決了現有的永磁直驅風力發電系統多采用傳統電壓源型PWM變流裝置并網的局限和不足；解決了傳統電壓源型逆變器的交流負載只能是電感性負載的問題；解決了傳統電壓源型逆變器是一種降壓式逆變器，交流輸出電壓只能低于直流母線電壓，對于直流母線較低，如果需要較高交流輸出電壓的功率變換場合，就需要額外的升壓斬波電路，這將增加系統成本，降低變換器效率等問題；解決了傳統電壓源型逆變器不允許同一橋臂的上下兩個開關管同時導通等問題，解決了由三相不可控整流引起的機側電流諧波的問題；本發明比現有采用傳統電壓源型PWM變流裝置的永磁直驅風力發電系統應用范圍更廣泛及使用更加高效。

附圖說明

圖1所示為本發明實施永磁直驅風電系統的系統結構示意圖。

具體實施方式

下文將結合附圖詳細描述本發明的實施例。應當注意的是，下述實施例中描述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合和相互結合從而達到更好的技術效果。在下述實施例的附圖中，各附圖所出現的相同標號代表相同的特征或者部件，可應用于不同實施例中。

圖1所示為本發明實施永磁直驅風電系統的系統結構示意圖。

本發明的實施例一種永磁直驅風電系統，包括有風機F、與所述風機連接的永磁同步發電機M、二極管整流器及并網變壓器，還包括有LC濾波裝置與Z源逆變器；所述LC濾波裝置與所述永磁同步發電機及所述二極管整流器連接，所述Z源逆變器與所述二極管整流器及所述并網變壓器連接。

風機F將風能轉化為機械能；所述永磁同步發電機M將所述風機F的機械能轉化為電能，并以三相電形式輸出至所述LC濾波裝置。

所述LC濾波器包括有L3、L4、L5三個濾波電感和C3、C4、C5三個濾波電容；所述濾波電容的中點接地；

所述三相電經過所述LC濾波裝置的濾波與補償后輸入所述二極管整流器中；所述二極管整流器包括有D1、D2、D3、D4、D5、D6六個二極管。

所述三相電經過所述二極管整流器的三相不可控整流后形成直流電輸入所述Z源逆變器中。

所述Z源逆變器包括有Z源網絡及三相逆變器；所述Z源網絡包括L1、L2二個電感及C1、C2二哥電容；所述三相逆變器包括G1、G2、G3、G4、G5、G6六個三極管。