一種雙饋風電機組發(fā)電機控制方法及發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特指一種雙饋風電機組發(fā)電機控制方法及發(fā) 電機。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，風電機組關(guān)鍵技術(shù)指標為發(fā)電性能和可靠性，而發(fā)電性能作為風電機組運 營商最為關(guān)心的指標，直接影響風電機組的市場前景；由于雙饋風電機組受到變流器額定 輸出電壓及容量的限制，其正常運行轉(zhuǎn)速范圍較窄，導(dǎo)致其在低風速段不能運行或者運行 效率很低；對于現(xiàn)有定子繞組結(jié)構(gòu)的雙饋異步發(fā)電機，其通過定子接觸器直接與電網(wǎng)連接， 在整個正常運行轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，定子繞組連接型式始終保持不變（D連接型式或Y連接型式）， 為此，當發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低的時候，由于轉(zhuǎn)差率較大，使發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓超過變流器最大輸出 電壓的能力，導(dǎo)致變流器失去對發(fā)電機的控制能力，引起風電機組保護停機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一 種操作簡便、可增大發(fā)電機的正常運行轉(zhuǎn)速范圍，提高雙饋風電機組在低風速區(qū)間段發(fā)電 量的雙饋風電機組發(fā)電機控制方法，并相應(yīng)提供一種結(jié)構(gòu)簡單的雙饋風電機組發(fā)電機。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
[0005] -種雙饋風電機組發(fā)電機的控制方法，包括以下步驟：
[0006] S01、在雙饋風電機組發(fā)電機的正常發(fā)電狀態(tài)時，實時檢測發(fā)電機的運行轉(zhuǎn)速；
[0007] S02、當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速低于預(yù)設(shè)最低發(fā)電轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機的定子三相繞組從正常運 行時的三角形連接切換至星形連接繼續(xù)進行發(fā)電。
[0008] 作為本發(fā)明的進一步改進：
[0009] 所述發(fā)電機的定子三相繞組處于正常運行時的三角形連接狀態(tài)時，預(yù)設(shè)最低發(fā)電 轉(zhuǎn)速n = n_D+An，其中n_DS定子三相繞組處于三角形連接狀態(tài)時的最低發(fā)電轉(zhuǎn)速，A n 為轉(zhuǎn)速余量值，1〇1'/111；[11〈&11〈5017/111；[11，其中11|1^[)=2*11；3-11_，11；3為發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)速，11_ 為發(fā)電機的最大運行轉(zhuǎn)速。
[0010] 在步驟S02中，在發(fā)電機的定子三相繞組處于星形連接狀態(tài)時，當發(fā)電機的運 行轉(zhuǎn)速n彡n_ D+AnJt，將定子三相繞組再由星形連接切換到三角形連接，其中l(wèi)〇r/ min< A n^SOr/min, A n「A n>20r/min〇
[0011] 在步驟S02中，在發(fā)電機的定子三相繞組處于星形連接狀態(tài)時，當發(fā)電機的運行 轉(zhuǎn)速n<n_ Y+An^，停止發(fā)電機的運行，進入同步并網(wǎng)狀態(tài)；其中n_Y為發(fā)電機在定子三 相繞組處于星形連接狀態(tài)時的最低發(fā)電轉(zhuǎn)速，A ]12為轉(zhuǎn)速余量值，10r/min〈 A n 2〈50r/min， 其中
[0013] 本發(fā)明相應(yīng)的公開了一種雙饋風電機組發(fā)電機，包括定子三相繞組和轉(zhuǎn)子三相繞 組，所述定子三相繞組與公共電網(wǎng)相連，所述轉(zhuǎn)子三相繞組與變流器的輸出端相連，其特征 在于，所述定子三相繞組中設(shè)有用于將定子三相繞組的連接方式在星形和三角形之間切換 的切換開關(guān)，所述切換開關(guān)在雙饋風電機組發(fā)電機的轉(zhuǎn)速低于預(yù)設(shè)最低發(fā)電轉(zhuǎn)速時，將定 子三相繞組的連接方式從正常運行的三角形連接切換至星形連接。
[0014] 作為上述發(fā)電機的進一步改進：
[0015] 所述切換開關(guān)包括五個反并聯(lián)半導(dǎo)體器件，分別為Dl、D2、D3、D4、D5,其中D4連 接定子三相繞組的U相與V相，所述D5連接V相與W相，所述Dl連接U相的首端和V相的 末端，所述D2連接V相的首端和W相的末端，所述D3連接W相的首端與U相的末端；所述 Dl、D2、D3處于導(dǎo)通狀態(tài)而D4、D5處于斷開狀態(tài)時，所述定子三相繞組處于三角形連接狀 態(tài)；當所述D1、D2、D3處于斷開狀態(tài)而D4、D5處于導(dǎo)通狀態(tài)時，所述定子三相繞組處于星形 連接狀態(tài)。
[0016] 所述反并聯(lián)半導(dǎo)體器件為反并聯(lián)晶閘管。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0018] 本發(fā)明的雙饋風電機組發(fā)電機控制方法，當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速處于低速區(qū)間時，將發(fā) 電機的定子三相繞組從三角形連接切換至星形連接，降低發(fā)電機低轉(zhuǎn)速區(qū)間的轉(zhuǎn)子電壓， 確保在低轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)變流器對發(fā)電機的控制能力，從而增大發(fā)電機的正常運行轉(zhuǎn)速范圍， 提高雙饋風電機組在低風速區(qū)間段的發(fā)電量。本發(fā)明的雙饋風電機組發(fā)電機同樣具有以上 方法所述的優(yōu)點，而且結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明的發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 以下結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0022] 如圖1所示，本實施例的雙饋風電機組發(fā)電機的控制方法，包括以下步驟：
[0023] S01、在雙饋風電機組發(fā)電機的正常發(fā)電狀態(tài)時，實時檢測發(fā)電機的運行轉(zhuǎn)速；
[0024] S02、當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速低于預(yù)設(shè)最低發(fā)電轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機的定子三相繞組從正常運 行時的三角形連接切換至星形連接繼續(xù)進行發(fā)電。
[0025] 本發(fā)明的雙饋風電機組發(fā)電機控制方法，當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速處于低速區(qū)間時，將發(fā) 電機的定子三相繞組從三角形連接切換至星形連接，降低發(fā)電機低轉(zhuǎn)速區(qū)間的轉(zhuǎn)子電壓， 確保在低轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)變流器對發(fā)電機的控制能力，從而增大發(fā)電機的正常運行轉(zhuǎn)速范圍， 提高雙饋風電機組在低風速區(qū)間段的發(fā)電量。
[0026] 本實施例中，發(fā)電機的定子三相繞組處于正常運行時的三角形連接狀態(tài)時，預(yù)設(shè) 最低發(fā)電轉(zhuǎn)速n = n_D+An，其中n_DS定子三相繞組處于三角形連接狀態(tài)時的最低發(fā)電 轉(zhuǎn)速，A n為轉(zhuǎn)速余量值，10r/min〈 A n〈50r/min，其中
[0027] n_D= 2 ^ns-Iinax
[0028] rC%發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)速，n _為發(fā)電機的最大運行轉(zhuǎn)速。
[0029] 本實施例中，在步驟S02中，在發(fā)電機的定子三相繞組處于星形連接狀態(tài)時，當發(fā) 電機的運行轉(zhuǎn)速n多n_D+A叫時，將定子三相繞組再由星形連接切換到三角形連接，其中 10r/min〈 An1GOrAiin, A n「A n>20r/min ;當發(fā)電機的運行轉(zhuǎn)速 n < nminY+An2時，停止發(fā) 電機的運行，進入同步并網(wǎng)狀態(tài)；其中n_Y為發(fā)電機在定子三相繞組處于星形連接狀態(tài)時 的最低發(fā)電轉(zhuǎn)速，△ 112為轉(zhuǎn)速余量值，10r/min〈 A n 2〈50r/min，其中
[0031] 下面結(jié)合實例對發(fā)電機進行定子三相繞組的連接方式切換以提高發(fā)電量的原理 介紹如下：假設(shè)雙饋風電機組發(fā)電機額定運行轉(zhuǎn)速為n N，同步轉(zhuǎn)速為ns，實際運行轉(zhuǎn)速為n， 最大運行轉(zhuǎn)速為n_ (對于雙饋風電機組發(fā)電機而言，n_>ns)，在定子繞組為D連接型式下， 雙饋發(fā)電機最小轉(zhuǎn)速為n_ D，轉(zhuǎn)子額定開路電壓為UroD，在定子繞組為Y連接型式下，雙饋發(fā) 電機最小轉(zhuǎn)速為n minY，轉(zhuǎn)子額定開路電壓為UroY。
[0032] 發(fā)電機定子繞組在D連接型式下的額定開路電壓的選擇為：
[0038] 如果雙饋風電機組整個運行轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，發(fā)電機定子繞組連接型式保持D連接型 式不改變的情況下，發(fā)電機允許運行轉(zhuǎn)速為：
[0042] 2ns-n_彡 n 彡 n nax
[0043] 則雙饋風電機組發(fā)電機允許運行的最低轉(zhuǎn)速為：
[0044] nninD= 2 ? n s_nnax
[0045] 當發(fā)電機轉(zhuǎn)速n < ，由于此時轉(zhuǎn)子所需的控制電壓超過變流器最大輸