[發(fā)明專利]高壓直流發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和風(fēng)電場

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710398680.0
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN108199594A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣中川;張世福;郭銳
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02J3/36;H02J3/38
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 王兆賡;張川緒

1.一種高壓直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述高壓直流發(fā)電機(jī)包括：

交流多繞組發(fā)電機(jī)，包括N個三相繞組，其中，N為大于1的整數(shù)；

3N個單相繞組控制電路，用于對所述交流多繞組發(fā)電機(jī)的各個單相繞組輸出的交流電流進(jìn)行整流，其中，每個單相繞組控制電路包括：

用于從所述交流多繞組發(fā)電機(jī)的相應(yīng)的一個單相繞組接收交流電流的交流輸入端，以及，

用于輸出對接收的交流電流進(jìn)行整流而產(chǎn)生的直流電流的直流輸出端，其中，各個單相繞組控制電路的直流輸出端依次串聯(lián)，從而構(gòu)成高壓直流輸出端，所述高壓直流輸出端輸出通過疊加各個單相繞組控制電路的直流輸出端的直流電勢而獲得的高壓直流電流；

發(fā)電機(jī)輸出控制器，用于控制各個單相繞組控制電路進(jìn)行整流操作。

2.如權(quán)利要求1所述的高壓直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述交流多繞組發(fā)電機(jī)還包括測速繞組，所述測速繞組用于測量各個單相繞組的交流電流的角度信息；

所述發(fā)電機(jī)輸出控制器與所述測速繞組連接，用于根據(jù)測量得到的所述各個單相繞組的交流電流的角度信息，控制各個單相繞組控制電路進(jìn)行整流操作。

3.如權(quán)利要求2所述的高壓直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)輸出控制器用于從發(fā)電機(jī)外部控制系統(tǒng)接收發(fā)電機(jī)扭矩信息或者基于預(yù)先設(shè)計的發(fā)電機(jī)扭矩計算算法計算發(fā)電機(jī)扭矩信息，利用所述扭矩信息計算各個單相繞組的交流電流的幅值信息，并且根據(jù)各個單相繞組的交流電流的角度信息和幅值信息產(chǎn)生控制信號，以及根據(jù)所述控制信號控制各個單相繞組控制電路進(jìn)行整流操作。

4.如權(quán)利要求3所述的高壓直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，每個單相繞組控制電路包括：

H橋整流電路，通過所述交流輸入端從交流多繞組發(fā)電機(jī)的相應(yīng)的一個單相繞組接收交流電流，對接收的交流電流進(jìn)行整流以產(chǎn)生直流電流，并通過所述直流輸出端輸出產(chǎn)生的直流電流；

電容器，在所述直流輸出端與所述H橋整流電路并聯(lián)連接；

二極管，在所述直流輸出端與所述H橋整流電路并聯(lián)連接。

5.如權(quán)利要求4所述的高壓直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，每個單相繞組控制電路還包括：

驅(qū)動電路，用于接收所述發(fā)電機(jī)輸出控制器產(chǎn)生的控制信號，并根據(jù)所述控制信號驅(qū)動所述H橋整流電路中的各個電力電子開關(guān)元件接通和/或斷開，以對所述交流電流進(jìn)行整流。

6.如權(quán)利要求5所述的高壓直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括：

接口單元，用于從所述發(fā)電機(jī)輸出控制器接收所述控制信號；

控制單元，用于根據(jù)所述控制信號產(chǎn)生驅(qū)動所述H橋整流電路中的各個電力電子開關(guān)元件接通和/或斷開的驅(qū)動信號；

驅(qū)動單元，用于將所述驅(qū)動信號施加到所述H橋整流電路中的各個電力電子開關(guān)元件，以驅(qū)動所述各個電力電子開關(guān)元件接通和/或斷開；

電壓/電流采樣單元，用于對所述H橋整流電路的電壓/電流進(jìn)行采樣，并將采樣結(jié)果反饋到所述控制單元，以調(diào)整所述驅(qū)動信號；

電源單元，用于為所述驅(qū)動電路供電。

7.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的高壓直流發(fā)電機(jī)。

8.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還包括與所述高壓直流發(fā)電機(jī)連接的直流輸送電纜，所述直流輸送電纜設(shè)置在所述高壓直流發(fā)電機(jī)的塔筒內(nèi)部，且采用高壓直流二線制功率傳輸模式。

9.一種風(fēng)電場，其特征在于，所述風(fēng)電場包括：

至少一個如權(quán)利要求7或8所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；以及

集中上網(wǎng)逆變器，用于接收所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的高壓直流電流，并將所述高壓直流電流轉(zhuǎn)換為高壓交流電流以接入公共電網(wǎng)。

10.如權(quán)利要求9所述的風(fēng)電場，其特征在于，所述風(fēng)電場還包括：

公網(wǎng)變壓器，連接所述集中上網(wǎng)逆變器與所述公共電網(wǎng)；或者/并且，

風(fēng)電場控制設(shè)備，用于穩(wěn)定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的高壓直流電流，并對所述多個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行功率調(diào)度控制。