[發(fā)明專利]風力發(fā)電系統(tǒng)及其適用的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611035867.6
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN108092577B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董明軒;王長永;邱愛斌;呂飛
• 申請（專利權(quán)）人: 臺達電子工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H02P9/04
• 分類號: H02P9/04;H02J3/32;H02P101/15
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 李昕巍;章侃銥

1.一種風力發(fā)電系統(tǒng)，包含:

一風力發(fā)電機組，包含一轉(zhuǎn)子繞組以及一定子繞組；

一主斷路器，電耦接于該定子繞組以及一電網(wǎng)之間；

一雙模切換模塊，電耦接于該定子繞組，使該風力發(fā)電系統(tǒng)在風速小于一預(yù)設(shè)風速時執(zhí)行一全功率發(fā)電模式，在風速大于或等于該預(yù)設(shè)風速時執(zhí)行一雙饋發(fā)電模式；

一變換電路，電耦接于該轉(zhuǎn)子繞組與該主斷路器之間；

一儲能模塊，設(shè)置于該主斷路器及該風力發(fā)電機組之間，通過進行充電或放電運作，以抑制至少一不利于該電網(wǎng)及該風力發(fā)電系統(tǒng)的事件；以及

一控制模塊，該控制模塊包含一儲能控制器，該控制模塊還包含一調(diào)頻控制器、一平滑波動控制器、一削峰填谷控制器及一故障穿越控制器中的至少一個；

其中該調(diào)頻控制器產(chǎn)生一功率指令信號，該平滑波動控制器輸出一功率變化補償信號，該削峰填谷控制器輸出一充放電信號，該故障穿越控制器產(chǎn)生一保護信號；該儲能控制器接收該功率指令信號、該功率變化補償信號、該充放電信號、該保護信號中的至少一個，并依據(jù)一預(yù)設(shè)命令所設(shè)定的優(yōu)先級，從接收的信號中選擇一個或多個優(yōu)先處理的信號。

2.如權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電系統(tǒng)，其中該變換電路包含：

一機側(cè)變換器，電耦接于該轉(zhuǎn)子繞組；

一第一直流母線；

以及一網(wǎng)側(cè)變換器，電耦接于該機側(cè)變換器與該主斷路器之間，且該機側(cè)變換器與該網(wǎng)側(cè)變換器共享該第一直流母線。

3.如權(quán)利要求2所述的風力發(fā)電系統(tǒng)，其中該儲能模塊還包含：

一儲能元件；

一雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，該雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器的一端與該儲能元件電耦接，該雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器的另一端與該第一直流母線電耦接。

4.如權(quán)利要求2所述的風力發(fā)電系統(tǒng)，其中該變換電路還包含一預(yù)充電電路，該預(yù)充電電路的一端電耦接于該主斷路器及該定子繞組之間，該預(yù)充電電路的另一端與該第一直流母線及該儲能模塊電耦接，該預(yù)充電電路用以對該第一直流母線上的一電容及該儲能模塊進行預(yù)充電。

5.如權(quán)利要求3所述的風力發(fā)電系統(tǒng)，其中該風力發(fā)電系統(tǒng)包含一定子側(cè)開關(guān)，該定子側(cè)開關(guān)的一端電耦接于該雙模切換模塊，該定子側(cè)開關(guān)的另一端電耦接于該主斷路器，且該定子側(cè)開關(guān)系在風速小于該預(yù)設(shè)風速時斷開，而在風速大于或等于該預(yù)設(shè)風速時導(dǎo)通。

6.如權(quán)利要求5所述的風力發(fā)電系統(tǒng)，其中該雙模切換模塊是由一短路開關(guān)所構(gòu)成，該短路開關(guān)的一端電耦接于該定子繞組，該短路開關(guān)的另一端與一三相短接點電耦接，其中在風速小于該預(yù)設(shè)風速時，該短路開關(guān)導(dǎo)通，使該定子繞組經(jīng)由該三相短接點而實現(xiàn)短路，該風力發(fā)電系統(tǒng)運行于該全功率發(fā)電模式，而在風速大于或等于該預(yù)設(shè)風速時，該短路開關(guān)斷開，該風力發(fā)電系統(tǒng)運行于該雙饋發(fā)電模式。

7.如權(quán)利要求5項所述的風力發(fā)電系統(tǒng)，其中該雙模切換模塊是由一連接開關(guān)及一輔助變換器構(gòu)成，該連接開關(guān)的一端電耦接于該定子繞組，該連接開關(guān)的另一端電耦接于該輔助變換器之一端，該輔助變換器的另一端是電耦接于該第一直流母線，其中在風速小于該預(yù)設(shè)風速時，該連接開關(guān)系導(dǎo)通，該風力發(fā)電系統(tǒng)運行于該全功率發(fā)電模式，在風速大于或等于該預(yù)設(shè)風速時，該連接開關(guān)斷開，該風力發(fā)電系統(tǒng)運行于該雙饋發(fā)電模式。

8.如權(quán)利要求5所述的風力發(fā)電系統(tǒng)，其中該儲能模塊的一端與一第二直流母線電耦接。

9.如權(quán)利要求8所述的風力發(fā)電系統(tǒng)，其中該雙模切換模塊是由一整流器構(gòu)成，該整流器的一端電耦接于該定子繞組，該整流器的另一端與該第二直流母線電耦接，該整流器包含三個橋臂，每一該橋臂包含一上電子開關(guān)及一下電子開關(guān)，其中在風速小于該預(yù)設(shè)風速時，三個該橋臂的該上電子開關(guān)或該下電子開關(guān)一起導(dǎo)通，以將該定子繞組短路，該風力發(fā)電系統(tǒng)運行于全功率發(fā)電模式，在風速大于或等于該預(yù)設(shè)風速時，每一該橋臂的該上電子開關(guān)及該下電子開關(guān)系運作于脈沖寬度調(diào)變方式，該風力發(fā)電系統(tǒng)運行于該雙饋發(fā)電模式。