CN102222944A - 高效率风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能在甚低于设计风速的状态下继续发电，可以充分利用能量低、稳定性差的风能的高效率风力发电装置。现有的风力发电设备在风速达不到设计值时由于转速下降，导致电压降低，频率偏低，因而用户无法正常用电，并网机组随即解列。本发明针对上述问题设计的发电装置见附图1。风力发电机FD发出的电力不直接向外供电，而是经整流单元1变成直流电后向储能单元3充电，当微处理器CP2检测认定电压等参数正常，即起动逆变器4向用户5或系统6供电。当风速达不到设计值时，CP1检测到充电电流及电压达不到整定值时即起动“开关升压单元”2，使整流后的直流电压升高到某一符合向蓄电池和超级电容充电要求的电压，发电机FD得以继续发电。

Description

高效率风力发电装置
技术领域
本发明涉及一种能在甚低于设计风速的状态下继续发电，可以充分利用能量低、稳定性差的风能的高效率风力发电装置。
背景技术
现有的风力发电设备，在风速达不到设计值时，由于转速下降导致电压降低，频率偏移，因而用户无法使用，并网机组随即解列，现有风电设备的效率由于对风速及稳定性的要求苛刻，所以风能利用率很有限
本发明针对上述问题设计的风力发电装置，可以在风能条件较差的地方得以正常运行，并大大提高并网运行的效率与稳定。
本发明的内容
本发明的主要内容如附图1所示：
(一)风力发电机的电力因其存在不稳定性问题而没有将其直接向用户或系统供电，而是经“三相全波整流单元”1变成直流后，先向“储能单元”3充电，当检测到直流电压正常时，CP2微处理器发出指令使“三相逆变单元”4工作，将直流电能逆变为准确的380V 50HZ的合格、稳定电力向用户5或供电系统6供电运行。
(二)当风力不稳定，达不到设计风速时，微处理器CP1检测到“整流器”1向“储能单元”的充电电流低于某一定值时，立即发出指令，经“驱动单元”Q1，起动“开关升压单元”2，使充电电压适量升高，因此在风力不稳定或相对减弱时仍然可以发电维持充电状态。(风力恢复后智能自动还原)，而此时“三相逆变单元”4仍然继续正常对外供电。
(三)由于本发明的“储能单元”是由超级电容器与锂离子电池并联构成，它兼有充电快速，放电持久，瞬时大电流冲击时超级电容对电池的保护作用明显等优点，对其充电的各参数监测及调整均由CP1微处理器智能完成。
附图说明
图1是高效率风力发电装置结构框图
图2是高效率风力发电装置的电路接线图
具体实施方式
本发明的具体实施实例见附图2。
三相风力发电机输出的电力，经D1-D6组成的全波整流单元1，整流之后，可由电感L0及二极管D直接向储能单元4中的超级电容CC与锂电池组B充电；而TT1、TT2直流互感器将电流信息通过CP1的3、4脚接受微处理器的智能检测；而分压电阻R3、R4的分压值通过CP1的5脚输入，监控着储能单元的运行电压。如上述电压、电流参数正常，CP2微处理器将起动Q2驱动电路使三相交流逆变器起动，(依次触发KV1～KV6)并于电感L1、L2、L3的中点8、9、10向本地负载BDM或供电系统X、T提供正常的三相电力。而对外供电负荷的增减或电压的调节，均由接在模数转换单元AD的各电压电流参数值与CP2微处理器整定的门限值进行智能比较后自动调节。(数显单元等常规电路略)
当风速下降或不稳定的情况出现时，电流传感器TT1、TT2传给微处理器CP1的信息为某一规定值以下时，CP1将复查由R1、R2分压器接入CP11脚的电压值，如发现其电压幅值下降CP1即判定为FD发电机风速下降，此时CP1通过2脚起动驱动单元Q1，起动由L0、D、KV0及CC等元件构成的“开关升压单元”，使结点3的电压提升到智能整定值。于是，FD将继续发电。因此，当风速下降到某一设定值之前，即便已经远远低于设计风速，但本发电装置仍能继续发电。从而大大提高了风能的有效利用率。
(应当指出，本装置在无风或风力不足状态下能正常供电的时间长短，与储能单元容量的设置有关。)

Claims (3)

1.高效率风力发电装置与普通的风力发电装置不同，其特征是风力发电机发出的电力不直接向用户供电，而是经整流器变为直流后向储能单元充电。
2.如权利要求1所述的高效率风力发电装置，其特征在于当风速达不到设计值时，由微处理器自动起动“开关升压单元”，使发电电压升高，继续发电，并向储能单元充电。
3.如权利要求1所述的高效率风力发电装置，其特征在于加装了三相交流逆变器，并由微处理器智能调节其输出的电流电压及频率，而与当时的风速无关。
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