雙模式并網(wǎng)方法、控制裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙模式并網(wǎng)方法、控制裝置及系統(tǒng)，其中，該雙模式并網(wǎng)方法包括：檢測風(fēng)力發(fā)電機所處的當(dāng)前風(fēng)速；判斷檢測到的當(dāng)前風(fēng)速是否小于預(yù)設(shè)的切換速度，若當(dāng)前風(fēng)速小于預(yù)設(shè)的切換速度，則啟用全功率整流同步并網(wǎng)模式向電網(wǎng)饋電；若當(dāng)前風(fēng)速大于或等于所述切換速度，則啟用異步雙饋并網(wǎng)模式向電網(wǎng)饋電。因此，通過實施本發(fā)明的雙模式并網(wǎng)方法、控制裝置及系統(tǒng)，能夠提高風(fēng)能利用率。
【專利說明】雙模式并網(wǎng)方法、控制裝置及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種雙模式并網(wǎng)方法、控制裝置及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的主要方式，近年來，風(fēng)電技術(shù)和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，但迄今 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的開發(fā)多注重于5-6級風(fēng)電場，對風(fēng)力相對較小的內(nèi)陸城市的風(fēng)能利 用問題尚疏于研究。必須注意到，雖然高風(fēng)速風(fēng)場最適宜風(fēng)力發(fā)電，但多分布在偏遠地區(qū)， 長距離的電力輸送存在困難，而且隨著風(fēng)電場的開發(fā)，受地域的限制，高風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電場的 選址也將越來越困難。
[0003] 本申請的發(fā)明人調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多大城市及其周邊電力負荷集中，且位于低風(fēng)速 區(qū)（年平均風(fēng)速不超過5. 8m/s)，這樣看來，開發(fā)適合低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電的大型風(fēng)力發(fā)電機 (組），將會很好地利用風(fēng)能資源，而且能大大降低風(fēng)力發(fā)電的單位成本，對調(diào)整能源結(jié)構(gòu) 具有重要意義。
[0004] 但又經(jīng)本申請的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)力發(fā)電機在低風(fēng)速工況下風(fēng)能利用效率較 低，主要原因如下：
[0005] 隨著風(fēng)能利用技術(shù)的不斷發(fā)展，世界范圍內(nèi)開發(fā)出了多種形式的風(fēng)力發(fā)電機，其 中變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機因風(fēng)輪可以變速運行，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流的大小頻率和 相位，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，可在很寬的風(fēng)速范圍內(nèi)保持近乎恒定的最佳葉尖速比進而實 現(xiàn)追求風(fēng)能最大轉(zhuǎn)換效率，同時又可以啟用一定的控制策略靈活的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功與無功 功率，抑制諧波，減少損耗，提高系統(tǒng)效率，因而成為目前國際上風(fēng)力發(fā)電方面的研究熱點 和必然發(fā)展趨勢。
[0006] 然而，變速恒頻雙饋異步發(fā)電機（組）在調(diào)速范圍上存在限制，原因如下：
[0007] 根據(jù)最佳葉尖速比的定義

【權(quán)利要求】
1. 一種雙模式并網(wǎng)方法，其特征在于，該方法包括： 檢測風(fēng)力發(fā)電機所處的當(dāng)前風(fēng)速； 判斷檢測到的當(dāng)前風(fēng)速是否小于預(yù)設(shè)的切換速度； 若所述當(dāng)前風(fēng)速小于所述切換速度，則啟用全功率整流同步并網(wǎng)模式向電網(wǎng)饋電，若 所述當(dāng)前風(fēng)速大于或等于所述切換速度，則啟用異步雙饋并網(wǎng)模式向電網(wǎng)饋電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式并網(wǎng)方法，其特征在于，所述切換速度大于或等于發(fā) TTf/ . /7 電機的風(fēng)速最小調(diào)節(jié)值匕U1 ，其中，λ_為最佳葉尖速比，d為風(fēng)輪直徑，nmin為發(fā) 電機最小轉(zhuǎn)速。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式并網(wǎng)方法，其特征在于： 所述切換速度替換為切換功率； 所述當(dāng)前風(fēng)速替換為當(dāng)前發(fā)電機功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙模式并網(wǎng)方法，其特征在于，所述切換功率大于或等于發(fā) 電機的風(fēng)速最小調(diào)節(jié)值所對應(yīng)的發(fā)電機功率。
5. -種雙模式并網(wǎng)控制裝置，其特征在于，包括： 檢測單元，用于檢測風(fēng)力發(fā)電機所處的當(dāng)前風(fēng)速； 判斷單元，用于判斷檢測到的當(dāng)前風(fēng)速是否小于預(yù)設(shè)的切換速度； 處理單元，用于在所述當(dāng)前風(fēng)速小于所述切換速度時，啟用全功率整流同步并網(wǎng)模式 向電網(wǎng)饋電，在所述前風(fēng)速大于或等于所述切換速度，啟用異步雙饋并網(wǎng)模式向電網(wǎng)饋電。
6. -種雙模式并網(wǎng)控制裝置，其特征在于，包括： 檢測單元，用于檢測發(fā)電機的當(dāng)前功率； 判斷單元，用于判斷檢測到的當(dāng)前功率是否小于預(yù)設(shè)的切換功率； 處理單元，用于在所述當(dāng)前功率小于所述切換功率時，啟用全功率整流同步并網(wǎng)模式 向電網(wǎng)饋電，在所述前功率大于或等于所述切換功率，啟用異步雙饋并網(wǎng)模式向電網(wǎng)饋電。
7. -種雙模式并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 風(fēng)力發(fā)電機及饋電線路，所述風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電機（12)通過所述饋電線路與電網(wǎng)（5) 連接； 權(quán)利要求5或6所述的雙模式并網(wǎng)控制裝置，用于控制所述饋電線路的并網(wǎng)模式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙模式并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述饋電線路上設(shè)置有網(wǎng)側(cè) 變壓器（4)、變流器（6)及勵磁裝置（10);其中： 所述發(fā)電機（12)的定子連接有第一、第二饋電線路，其中，所述第一饋電線路經(jīng)第一 開關(guān)（3)與所述網(wǎng)側(cè)變壓器（4)連接；所述第二饋電線路經(jīng)第二開關(guān)（8)與所述變流器（6) 連接，所述變流器（6)與所述網(wǎng)側(cè)變壓器（4)連接； 所述發(fā)電機（12)的轉(zhuǎn)子連接有第三、第四饋電線路，其中，所述第三饋電線路經(jīng)第三 開關(guān)（9)與所述變流器（6)連接；所述變流器（6)與所述網(wǎng)側(cè)變壓器⑷連接；所述第四饋 電線路經(jīng)第四開關(guān)（11)與所述勵磁裝置（10)連接； 其中，所述雙模式并網(wǎng)控制裝置用于控制所述第一、第二饋電線路以及第三、第四饋電 線路的通斷。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙模式并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述饋電線路上設(shè)置有：網(wǎng)側(cè) 變壓器（4)、變流器（6)及勵磁裝置（10);其中： 所述發(fā)電機（12)的定子經(jīng)第一換向開關(guān)（13)分別連接有第一、第二饋電線路連接；所 述第一饋電線路與所述網(wǎng)側(cè)變壓器（4)連接，所述第二饋電線路經(jīng)所述變流器（6)與所述 網(wǎng)側(cè)變壓器（4)連接； 所述發(fā)電機（12)的轉(zhuǎn)子經(jīng)第二換向開關(guān)（14)分別連接有第三、第四饋電線路，所述第 三饋電線路經(jīng)所述變流器（6)與所述網(wǎng)側(cè)變壓器（4)連接，所述第四饋電線路與所述勵磁 裝置（10)連接； 其中，所述雙模式并網(wǎng)控制裝置用于控制所述第一換向開關(guān)（13)及所述第二換向開 關(guān)（14)的連接線路。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的雙模式并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于： 所述風(fēng)力發(fā)電機包括：風(fēng)輪、風(fēng)機主軸、齒輪箱（1)及發(fā)電機（12);所述風(fēng)機主軸連接 風(fēng)輪、齒輪箱（1)及發(fā)電機（12)，并裝載主軸制動器（2);其中，所述發(fā)電機（12)為雙饋異 步發(fā)電機；和/或， 所述變流器（6)具有變流器控制器（7)，用于控制所述變流器（6)的工作狀態(tài)。
【文檔編號】H02J3/38GK104269884SQ201410545591
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】繆瑞平, 高松筠 申請人:三一重型能源裝備有限公司