[發明專利]一種基于風力發電并網的電力系統

在審

• 申請號: 202010690629.9
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111668876A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 秦生升;閆奇瑾;李杜
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02J3/18;H02P9/00;H02P9/14;F03D9/25;F03D15/10
• 代理公司: 東莞市匯橙知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44571
• 代理人: 黎敏強

本發明公開了一種基于風力發電并網的電力系統，選擇在風資源比較豐富的地區進行構建，包括風輪機、齒輪箱、雙饋繞組感應發電機以及需要并入的電網；所述風輪機和齒輪箱，用于將風資源轉換成機械能；所述雙饋繞組感應發電機，包括了繞線式異步電機本體和變頻器，采用速度控制方式或者功率控制的方式，使得繞線式異步電機本體上的定子繞組直接接入電網，轉子三相繞組對稱，經變頻器與電網相連；所述電網，用于接入由雙饋繞組感應發電機產生的電能輸出，并由循環變流器控制進行電壓匹配、同步和相位控制。該基于風力發電并網的電力系統，通過進行電壓匹配、對同步和相位控制，使得風力發電并網時基本上無電流沖擊的問題。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，具體為一種基于風力發電并網的電力系統。

背景技術

風力發電技術的原理就是采用風力發電機，來將風能轉化為電能。現如今，隨著風力發電技術應用范圍的不斷擴大，風力發電技術也逐漸趨于完善，且受到了更加廣泛的應用。采用風力來進行發電的主要優勢有：占地面積小、儲存量充足等。

現有技術中，風力發電在并網過程時，容易會對電力系統的電網造成沖擊，風電場在運行時會對電能質量造成一定的影響，同時在風電場運行中，也會對電力系統的電網功率造成影響。因此，怎樣對基于風力發電并網的電力系統進行改善，減小風電場對電網的影響，是當下所面臨的一個重要問題。

為此，我們提出了一種基于風力發電并網的電力系統，可以減小風電場對電網的影響。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于風力發電并網的電力系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于風力發電并網的電力系統，選擇在風資源比較豐富的地區進行構建，包括風輪機、齒輪箱、雙饋繞組感應發電機以及需要并入的電網；

所述風輪機和齒輪箱，用于將風資源轉換成機械能，把流動空氣具有的動能轉變為風輪機旋轉的機械能，低速轉動的風輪經齒輪箱增速后，將動力傳遞給雙饋繞組感應發電機；

所述雙饋繞組感應發電機，包括了繞線式異步電機本體和變頻器，采用速度控制方式或者功率控制的方式，使得繞線式異步電機本體上的定子繞組直接接入電網，轉子三相繞組對稱，經變頻器與電網相連；

所述電網，用于接入由雙饋繞組感應發電機產生的電能輸出，在風輪機啟動后帶動雙饋繞組感應發電機至接近同步轉速時，并由循環變流器控制進行電壓匹配、同步和相位控制，使并網時基本上無電流沖擊。

進一步優化本技術方案，所述雙饋繞組感應發電機上的變頻器可以選用PWM雙向電壓源變頻器，所述的PWM雙向電壓源變頻器基于背靠背進行設計安裝，向轉子提供頻率、相位、幅值可調的三相低頻勵磁電流，在轉子中形成低速旋轉磁場，該磁場與轉子的機械角速度相加即等于定子磁場的旋轉角速度，在定子磁場中感應得到對應于同步轉速的工頻電壓。

進一步優化本技術方案，所述雙饋繞組感應發電機的勵磁可調量有三個，即勵磁電流的頻率、幅值和相位，調節勵磁電流頻率，在變速運行的情況下發出恒定頻率的電力，改變勵磁電流幅值和相位，可達到調節輸出有功功率和無功功率的目的。

進一步優化本技術方案，所述電力系統中需要確定該電力系統的電網規劃，即需要確定新建輸電線路的起始點、輸電方式、電壓等級、線路參數補償度、新建與擴建變電所的容量、主要變電所的主接線方式，并根據電力負荷增長的預測和動力、燃料等可被利用的情況，確定電力系統以帶基荷為主或以帶腰荷為主或是以峰荷為主。

進一步優化本技術方案，所述電力系統中還需要配置一定數量的無功補償裝置，無功補償裝置可以選用SVC或STATCOM等補償設備，用于補償因風電場在運行時從電網吸收的大量無功功率，在使用一定數量的無功補償裝置等電子設備的同時，為了保證電能質量要求，所述電力系統中需要裝設濾波裝置，濾波裝置可以選用有源濾波器，用于風電并網后過濾電子設備帶來的諧波。