CN201868897U - 海上风电场3.6mw直流并网型永磁直驱风力发电机组 - Google Patents
海上风电场3.6mw直流并网型永磁直驱风力发电机组 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，包括风轮[1]、高电压永磁发电机[2]、整流器[4]、直流局域网[5]及总控制器[3]，所述的风轮与高电压永磁发电机传动连接，所述的高电压永磁发电机与整流器连接，所述的整流器与直流局域网连接，所述的总控制器分别与风轮、高电压永磁发电机、整流器、直流局域网连接。与现有技术相比本实用新型的机组，无需变压系统便可以高电压直流向远距离陆上直流电网输电，也可经陆上逆变电子设施向交流电网输电，具有可靠性高、设备减少、故障降低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机，特别是涉及一种海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组。
背景技术
现有的风力发电机组的风轮通常通过齿轮箱与发电机连接，而齿轮箱很容易造成机器故障，可靠性低，经常需要停机维修，设备利用率不高，并且齿轮箱一般还配有稀油润滑系统，稀油润滑系统对环境温度比较敏感，也极易产生机器故障，适应能力不强。特别是海上风电场使用的大功率风力发电机，由于潮湿环境、盐雾、微生物腐蚀等对发电机的侵蚀，给海上风电场硕大超重的发电机组维修保养，带来极大的困难和巨大的经济负担。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，而提供一种海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组。
本实用新型可以通过以下下技术方案实现。
一种海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，其特征在于：包括风轮、高电压永磁发电机、整流器、总控制器以及直流局域网，所述的风轮与高电压永磁发电机传动连接；所述的高电压发电机与整流器连接；所述的整流器与直流局域网连接；所述的总控制器与风轮、高电压永磁发电机、整流器以及直流局域网连接；所述的高电压永磁发电机包括：转子以及定子，所述的转子与风轮同轴连接；所述的定子绕设有三相绕组线圈；所述的整流器与高电压发电机定子上的三相绕组线圈连接；所述的风轮为三叶片风轮；所述的高电压发电机转子的轴为空心轴；所述的高电压发电机为稀土永磁同步发电机，其额定功率为3.6MW，工作转速为12-20r/min；所述的三相绕组线圈为连续绕组线圈；所述的高电压永磁发电机初始输出电压50KV或110KV。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点。
1、可靠性高、故障率低、设备利用率高。
结构简单，风轮轴直接驱动发电机，无齿轮箱，也无双馈机的滑环等，所以齿轮箱和滑环等引起的问题得到彻底解决。
2、适应海上风电场的环境能力强。
本实用新型由于没有齿轮箱，所以不需要稀油润滑系统，因此对高低温环境适应能力强。
3、风能利用率高。
永磁直驱机与双馈异步风力发电机相比，在高风速区二者的风能利用系数Cp值基本相同，而在低风速区永磁直驱机组Cp值则更高，综合分析永磁直驱风力发电机比异步发电机的总发电量可增加10-20％。
4、发电机初始输出50～110KV高电压、整流后经直流局域网可以直接接入陆上直流电网，也可以经直流局域网接入陆上逆变器入交流电网，通用性强。
5、机组的功率因数可调整，能全功率送电上网。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，包括风轮1、高电压永磁发电机2、总控制器3、整流器4以及直流局域网5。所述的风轮与高电压永磁发电机传动连接，所述的高电压发电机与整流器连接，所述的整流器与直流局域网连接，所述的总控制器与风轮、高电压永磁发电机、整流器以及直流局域网连接。所述的高电压永磁发电机包括：转子以及定子，所述的转子与风轮同轴连接，所述的定子绕设有三相绕组线圈；所述的整流器与高电压发电机定子上的三相绕组线圈连接；所述的风轮为三叶片风轮；所述的高电压发电机转子的轴为空心轴；所述的高电压发电机为稀土永磁同步发电机，其额定功率为3.6MW，工作转速为12-20r/min；所述的三相绕组线圈为连续绕组线圈；所述的高电压永磁发电机初始输出电压50KV＝110KV
本实用新型的特点是三叶片水平轴使用高电压永磁发电机，在风轮和发电机之间无增速齿轮，风轮轴直接与额定转速小于30r/min的高电压永磁发电机转子同轴连接，风机通过改变叶片浆距角进行功率调节，发电机初始输出电压50KV～110KV。
风力发电机定子三相绕组线圈产生的高电压流经整流器变流为直流电压，无须调整交流并网时必须调整的频率、电压、相位，直接接入直流局域网，直流局域网 可经海底电缆长距离向陆上的直流电网送电，也可以经陆上逆变器变流后向交流电网送电。本实用新型的发电机组，省略了海上机组为送电的所设的变压系统，既减少机组出故障的机率也节约了总体成本。
本实用新型的主要参数
风轮直径 99m
叶片数 3
额定风速 12m/s
扫掠面积 7695m2
额定功率 3600KW
切入风速 3m/s
切出风速 25m/s
抗大风能力 59m/s～69m/s
机组最高效率 ≥0.45
机组额定效率 ≥0.42
最佳气动效率 ≥0.47
最佳叶尖速比 8
调速方式 变桨调节
发电机型式 高电压稀土永磁直驱发电机
额定转速 14rpm
发电机效率 ≥0.97
电机输出电压 50KV/DV、110KV/DV
塔架高度 99m
主要技术参数符合国家标准(或IEC标准)的规定，运行环境温度为-30℃至+40℃，设计寿命为25-30年。在额定风速以下运行时，整机的最大风能利用系数＞0.45，防雷设计符合IEC 1024-1标准。
本实用新型的结构特点
发电机为空心轴，停机时维护人员可以从机舱通过空心轴进入轮毂，对风轮内部零件的维护提供方便。
发电机采用连续绕组，匝间没有接头，每相绕组不会因为有接线点而中断，避免了绕组连接的加工风险，确保了铜线绝缘的高质量无接触阻抗。避免了腐蚀性材料及环境的腐蚀。
Claims (9)
1.一种海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，其特征在于：包括风轮、高电压永磁发电机、整流器、总控制器以及直流局域网，所述的风轮与高电压永磁发电机传动连接，所述的高电压发电机与整流器连接，所述的整流器与直流局域网连接，所述的总控制器与风轮、高电压永磁发电机、整流器以及直流局域网连接。
2.如权利要求1所述的海上风电杨3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，其特征在于：所述的高电压永磁发电机包括：转子以及定子，所述的转子与风轮同轴连接，所述的定子绕设有三相绕组线圈。
3.如权利要求1-2所述的海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机，其特征在于：所述的整流器与高电压发电机定子上的三相绕组线圈连接。
4.如权利要求1或3所述的海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，其特征在于：所述的风轮为三叶片风轮。
5.如权利要求4所述的海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，其特征在于：所述的高电压发电机转子的轴为空心轴。
6.如权利要求1或5所述的海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，其特征在于：所述的高电压发电机为稀土永磁同步发电机，其额定功率为3.6MW，工作转速为12-20r/min。
7.如权利要求6所述的海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，其特征在于：所述的三相绕组线圈为连续绕组线圈。
8.如权利要求1或7所述的海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，其特征在于：所述的高电压永磁发电机初始输出电压50KV。
9.如权利要求1或7所述的海上风电场3.6MW直流并网型永磁直驱风力发电机组，其特征在于：所述的高电压永磁发电机初始输出电压110KV。
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