[發明專利]一種用于產生能量的風力發電系統及控制方法

在審

• 申請號: 202010144611.9
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111336066A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 蔡振華;李立雄;楊京渝;彭麗;楊嫻
• 申請（專利權）人: 湖南城市學院
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D7/00;F03D17/00;F03D80/30;H02J3/38
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

1.一種用于產生能量的風力發電系統，其特征在于，所述用于產生能量的風力發電系統包括：

風能采集模塊，與中央控制模塊連接，通過風輪轉動，風輪發電機是指風輪在升力的作用下產生旋轉運動；

發電模塊，與中央控制模塊連接，依靠風輪的旋轉帶動電機旋轉發電，把機械能轉化為電能；

制動模塊，與中央控制模塊連接，通過制動器的對發電機的轉動，進行制動控制；

調速模塊，與中央控制模塊連接，通過速度調節裝置對風輪的轉動速度進行調節控制；

電力傳輸模塊，與中央控制模塊連接，通過電力傳輸線路對發電模塊產生的電流，進行處理并傳輸到外部電網；

故障在線診斷模塊，與中央控制模塊連接，用于通過構建風電系統故障診斷的數據庫，對風力發電機控制進行在線診斷；根據實際運行過程中風力發電機各部件的磨損情況，在風力發電系統中設置合理的故障參數值域；在值域范圍內，風電系統對系統運行的參數和相關的故障參數進行調試，并進行大量仿真試驗，將相關的實驗數據進行整理、計算和分析，最后構成風電系統故障診斷的數據庫；建立基于深度學習的內外回路自適應閾值觀測器，將輸入控制指令和神經網絡觀測器產生的殘差輸入至自適應閾值生成器，得到自適應閾值，然后和神經網絡觀測器輸出的殘差作對比，從而判定風力發電設備是否發生故障；

防雷模塊，與中央控制模塊連接，通過多個防雷裝置對風力發電設備的外部系統和內部系統，進行雷電防護；

顯示模塊，與中央控制模塊連接，通過利用顯示屏對風力發電系統中的運行狀態數據進行調整；

中央控制模塊，與各個模塊連接，協調各個模塊的正常運行；

無線信號收發模塊，與中央控制模塊連接，通過無線信號收發器與云服務器連接，用以數據的傳輸；

云服務器，與中央控制模塊連接，用以實現數據的共享；其中，云服務器對數據分類，根據風力發電系統檢測的數據，建立相應的例子集合，確定風力發電系統檢測數據的屬性；根據數據的屬性，計算信息增益；對信息增益進行排序，確定信息增益最大的屬性；將風力發電系統相關的數據，建立相應的訓練集；與信息增益最大的屬性相近的數據分為一類，對信息增益依次取值，遞歸調用建樹算法；若信息增益最大值只含有單個屬性，則分支為葉子節點，判斷其屬性值并標上相應的符號，然后返回調用處，或者樹達到規定的深度，或者子集所有元素都屬于一個分類都結束；

風能參數檢測采集模塊，與中央控制模塊連接，通過相應的傳感器采集風力的大小和風力的方向；

風輪運行狀態采集模塊，與中央控制模塊連接，通過利用相應的傳感器，檢測風輪的角度或者扭矩數據信息；

風輪轉速采集模塊，與中央控制模塊連接，通過利用轉速傳感器，采集風輪轉速；

電能參數采集模塊，與中央控制模塊連接，通過利用相應的傳感器，檢測輸出的電壓電流；對采集的信號進行處理的過程為：對采集的電壓電力利用相應去噪識別方法對噪聲信號進行識別，并且對噪聲信號做小波變換，得出相應的小波系數集合；根據電壓電流小波系數，確定相應的閾值，從而得出小波系數的估計值；根據計算得出的小波系數估計值，電壓電流信號進行重構，得到不含有噪聲的電壓電流信號。

2.如權利要求1所述的用于產生能量的風力發電系統，其特征在于，所述電力傳輸模塊包括：

機側整流單元、網側逆變單元、并網單元以及取電單元；

所述機側整流單元用于連接風力發電機組，機側整流單元、網側逆變單元以及并網單元依次連接，并網單元用于連接外部電網；

取電單元的輸入端連接網側逆變單元，輸出端用于連接風力發電機組。

3.如權利要求2所述的用于產生能量的風力發電系統，其特征在于，所述取電單元包括多繞組變壓器和多個功率單元，多個功率單元級聯連接，且每個功率單元的三相交流端口分別與多繞組變壓器的一個副邊繞組的三相端口對應連接；

多繞組變壓器的原邊繞組與機側多繞組變壓器的一個副邊繞組相連接，多個功率單元連接在兩條直流母線之間，直流母線連接于機側整流單元與網側逆變單元之間。