[發(fā)明專利]一種混合勵磁多相發(fā)電機和風力發(fā)電系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN116418189A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 吳安
• 申請（專利權）人: 北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司
• 主分類號: H02K19/26
• 分類號: H02K19/26;H02P9/14;H02J3/38;H02P101/15;H02P103/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郄晨芳

本發(fā)明提供一種混合勵磁多相發(fā)電機和風力發(fā)電系統(tǒng)；該混合勵磁多相發(fā)電機包括：混合勵磁電機、功率單元、勵磁單元和混合勵磁控制系統(tǒng)；混合勵磁電機包括勵磁繞組和功率繞組；勵磁繞組與勵磁單元相連；功率繞組與功率單元相連；混合勵磁控制系統(tǒng)，用于依據(jù)混合勵磁電機的轉速調整勵磁繞組的磁場，以使混合勵磁電機處于何種轉速下，均能進行發(fā)電；也就是說，依據(jù)所述勵磁繞組和功率繞組的結合，通過調整勵磁繞組的磁場，以使混合勵磁電機均進行發(fā)電，不再受限于風速的大小，提高發(fā)電率，拓寬風能利用范圍。

技術領域

本發(fā)明屬于風力發(fā)電技術領域，更具體的說，尤其涉及一種混合勵磁多相發(fā)電機和風力發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術

風力發(fā)電是目前風能最主要的利用形式，也是近年來可再生能源發(fā)電中發(fā)展最為迅速的技術之一，受到了廣泛關注和深入研究。由于風能具有很強的隨機性和不穩(wěn)定性，特別是隨季節(jié)變化，它常分布在很寬的風速范圍內，包括高風速區(qū)和低風速區(qū)。另外，在一些年平均風速不高的地區(qū)，風能還會常年集中在中、低風速區(qū)。因此，若能拓寬風能利用范圍，尤其是能有效利用低風速區(qū)的風能，則將大大提高風電機組的年發(fā)電量和經(jīng)濟效益。

為適應風速的大范圍變化，以實現(xiàn)風能的最大限度利用，風力發(fā)電系統(tǒng)應具有寬變速運行能力。然而，目前主流風力發(fā)電系統(tǒng)——雙饋異步電機風力發(fā)電系統(tǒng)和永磁電機風力發(fā)電系統(tǒng)，由于受限于變換器容量、發(fā)電效率以及系統(tǒng)成本等因素，它們變速運行的轉速范圍通常都不大，不易在更寬的轉速范圍內發(fā)電，更沒有過多地考慮低風速風能的利用，當然這對風速較穩(wěn)定、風能資源較豐富的地區(qū)影響并不大，也是合理的。但是，若將它們應用于風速變化較大或年平均風速不高的地區(qū)，就顯得很不合適，也很不經(jīng)濟。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種混合勵磁多相發(fā)電機和風力發(fā)電系統(tǒng)，用于提高發(fā)電率，拓寬風能利用范圍。

本申請第一方面公開了一種混合勵磁多相發(fā)電機，包括：混合勵磁電機、功率單元、勵磁單元和混合勵磁控制系統(tǒng)；

所述混合勵磁電機包括勵磁繞組和功率繞組；

所述勵磁繞組與所述勵磁單元相連；

所述功率繞組與所述功率單元相連；

所述混合勵磁控制系統(tǒng)，用于依據(jù)所述混合勵磁電機的轉速，調整所述勵磁繞組的磁場，以使所述混合勵磁電機處于何種轉速下，均能進行發(fā)電。

可選的，在上述混合勵磁多相發(fā)電機中，所述混合勵磁控制系統(tǒng)用于調整所述勵磁繞組的磁場，以使所述混合勵磁電機處于何種轉速下，均能進行發(fā)電時，具體用于：

在所述混合勵磁電機的轉速高于額定轉速時，對所述勵磁繞組采用弱磁控制；以及，在所述混合勵磁電機的轉速低于所述額定轉速低速時，對所述勵磁繞組采用強磁控制。

可選的，在上述混合勵磁多相發(fā)電機中，所述混合勵磁控制系統(tǒng)用于對所述勵磁繞組采用弱磁控制時，具體用于：

通過所述勵磁單元控制所述勵磁繞組的電壓和電流，以使所述勵磁繞組的d軸電流與所述混合勵磁多相發(fā)電機中轉子d軸電流為相反方向。

可選的，在上述混合勵磁多相發(fā)電機中，所述混合勵磁控制系統(tǒng)用于對所述勵磁繞組采用強磁控制時，具體用于：

通過所述勵磁單元控制所述勵磁繞組的電壓和電流，以使所述勵磁繞組的d軸電流與所述混合勵磁多相發(fā)電機中轉子d軸電流為相同方向。

可選的，在上述混合勵磁多相發(fā)電機中，所述勵磁單元和所述功率單元共用一個蓄電池。

可選的，在上述混合勵磁多相發(fā)電機中，所述功率繞組的數(shù)量為偶數(shù)值。

可選的，在上述混合勵磁多相發(fā)電機中，在所述功率繞組的數(shù)量大于1時，各個所述功率繞組并聯(lián)連接。