專利名稱：一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是多臺風(fēng)力發(fā)電機組組成的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，作為可再生能源的風(fēng)能在世界各國得到了廣泛的重視和發(fā)展，但隨著風(fēng) 電場容量的不斷上升，如何提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的效率、同時降低系統(tǒng)的成本成為了設(shè)計者 追求的最主要目標(biāo)之一。目前，按照風(fēng)力發(fā)電過程中發(fā)電機的運行特點可將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 分為恒速恒頻系統(tǒng)和變速恒頻系統(tǒng)兩大類。恒速恒頻系統(tǒng)多采用籠型感應(yīng)發(fā)電機直接并 網(wǎng)，結(jié)構(gòu)如圖l所示，其優(yōu)點為系統(tǒng)簡單、可靠，魯棒性強、成本低，但由于電機轉(zhuǎn)速基本保 持恒定，因此其風(fēng)能利用率低、并網(wǎng)功率不可控、機械應(yīng)力大，而且并網(wǎng)電能的質(zhì)量也比較 差。隨著風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率等級的增大，恒速恒頻系統(tǒng)給電網(wǎng)帶來的問題日益明顯。而在 變速恒頻系統(tǒng)中，通常是每臺風(fēng)力機都經(jīng)過一個獨立的并網(wǎng)變流器進行變換處理后再接入 電網(wǎng)，如圖2所示。由于每臺風(fēng)力發(fā)電機都可以利用變流器調(diào)節(jié)運行在最佳轉(zhuǎn)速，加上并網(wǎng) 能量也可以通過變流器加以調(diào)控，因此變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組具有風(fēng)能利用率高、機械應(yīng) 力小、噪聲小、并網(wǎng)功率可控、動態(tài)響應(yīng)快、對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響較小、并網(wǎng)電流質(zhì)量高等優(yōu) 點，但是每臺風(fēng)力機發(fā)電機都需要配備一臺變流器，其成本較高、風(fēng)力機組結(jié)構(gòu)和控制也相 對復(fù)雜。

實用新型內(nèi)容本實用新型提出一種適用于大規(guī)模風(fēng)電場的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)力發(fā)電機
集中功率變換風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，可有效克服現(xiàn)有技術(shù)在成本及機組結(jié)構(gòu)方面的問題。 本實用新型所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，由風(fēng)力發(fā)電機組、電氣連接
元件組、并網(wǎng)變流器及電網(wǎng)組成，其特征在于，風(fēng)力發(fā)電機與相應(yīng)電氣元件并聯(lián)后一同接入
并網(wǎng)變流器進行集中變換，然后饋入電網(wǎng)。 本實用新型所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于組成風(fēng)力發(fā)電機 組的風(fēng)力發(fā)電機可以為采用各種形式，如繞線式感應(yīng)電機、籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機、永磁同步電 機、勵磁同步電機。 本實用新型所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于組成風(fēng)力發(fā)電機
組的風(fēng)力發(fā)電機輸出方式可以為多種形式，如采用單繞組輸出、多繞組輸出。 本實用新型所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于電氣連接元件組
為可以將風(fēng)力發(fā)電機的輸出能量集中的電氣元件，如開關(guān)、變壓器、晶閘管。 本實用新型所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，并網(wǎng)變流器可
為任意類型的并網(wǎng)變流器，如AC-AC， AC-DC-DC， AC-DC-AC。 本實用新型所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，并網(wǎng)變流器可 以控制風(fēng)力發(fā)電機的輸出能量、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩，提高風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)的風(fēng)力利用效率。
圖1是恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)示意圖 圖2是變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)示意圖 圖3是若干臺單繞組輸出的風(fēng)力發(fā)電機集中功率變換發(fā)電系統(tǒng)示意圖 圖4是若干臺多繞組輸出的風(fēng)力發(fā)電機集中功率變換發(fā)電系統(tǒng)示意圖 圖中1、風(fēng)力發(fā)電機；2、電氣連接元件；3、并網(wǎng)變流器；4、電網(wǎng)。
具體實施方式如圖3、圖4所示，一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，由風(fēng)力機發(fā)電機1、電氣連接 元件2、并網(wǎng)變流器3、電網(wǎng)4組成。由于風(fēng)力發(fā)電機與相應(yīng)電氣元件并聯(lián)后一同接入并網(wǎng) 變流器進行集中變換，然后饋入電網(wǎng)，可有效克服現(xiàn)有技術(shù)在成本及機組結(jié)構(gòu)方面的問題， 同時，由于并網(wǎng)變流器3為集中變流系統(tǒng)，可將集中變流系統(tǒng)設(shè)計成變流站形式，與風(fēng)力機 分開，這樣便于變流系統(tǒng)的維護。 如圖3所示，風(fēng)力發(fā)電機采用單繞組輸出，實施方式如下將若干臺風(fēng)力發(fā)電機1 輸出端僅通過的電氣連接元件2并接，將能量集中在一起，集中后的能量送入一個并網(wǎng)變 流器3進行統(tǒng)一功率變換處理后，并入電網(wǎng)4。 如圖3所示，風(fēng)力發(fā)電機采用多繞組輸出，實施方式如下將若干臺風(fēng)力發(fā)電機1 輸出端通過的多個并聯(lián)的電氣連接元件2輸出后并聯(lián)，將能量集中在一起，集中后的能量 送入一個并網(wǎng)變流器3進行統(tǒng)一功率變換處理后，并入電網(wǎng)4。 上述實施例中，電氣連接元件2為可以將風(fēng)力發(fā)電機的輸出能量集中的電氣元 件，如開關(guān)、變壓器、晶閘管等。 上述實施例中，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機1和電網(wǎng)4類型，可以通過選擇不同的并網(wǎng)變流器 3類型，如AC-DC、 AC-DC-DC、 AC-DC-AC等形式。
權(quán)利要求一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，由風(fēng)力發(fā)電機組、電氣連接元件組、并網(wǎng)變流器及電網(wǎng)組成，其特征在于，風(fēng)力發(fā)電機與相應(yīng)電氣元件并聯(lián)后一同接入并網(wǎng)變流器進行集中變換，然后饋入電網(wǎng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于組成風(fēng)力發(fā)電機 組的風(fēng)力發(fā)電機可以為采用各種形式，如繞線式感應(yīng)電機、籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機、永磁同步電 機、勵磁同步電機。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于組成風(fēng)力發(fā)電機 組的風(fēng)力發(fā)電機輸出方式可以為多種形式，如采用單繞組輸出、多繞組輸出。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于電氣連接元件組 為可以將風(fēng)力發(fā)電機的輸出能量集中的電器元件，如開關(guān)、變壓器、晶閘管。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，并網(wǎng)變流器可 以控制風(fēng)力發(fā)電機的輸出能量、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩。
專利摘要一種集中功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，由風(fēng)力機發(fā)電機、電氣連接元件、并網(wǎng)變流器、電網(wǎng)組成，其特征在于由風(fēng)力發(fā)電機與相應(yīng)電器元件并聯(lián)后一同接入并網(wǎng)變流器進行集中變換，然后饋入電網(wǎng)，可有效克服現(xiàn)有技術(shù)在成本及機組結(jié)構(gòu)方面的問題，同時，由于并網(wǎng)變流器為集中變流系統(tǒng)，可將集中變流系統(tǒng)設(shè)計成變流站形式，與風(fēng)力機分開，便于變流系統(tǒng)的維護。
文檔編號H02J3/38GK201466744SQ20092010619
公開日2010年5月12日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者唐芬, 姜久春, 賈利民 申請人:北京能高自動化技術(shù)有限公司