CN212811366U - 风力发电机组变桨系统风光互补后备应急电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组变桨系统风光互补后备应急电源，旨在提供一种在电网长时间断电的情况下仍能保证蓄电池容量处于正常状态的应急电源。它包括分别通过充放电装置（6）与主系统（3）连接的三组蓄电池组（5）；后备小型风力发电机（9）依次通过交流变流器（8）、交流双电源切换装置（2）与主系统（3）连接，光伏发电装置（11）通过逆变器（10）接于交流变流器（8）的输入端；交流双电源切换装置（2）包括主控开关（2‑1）和充电开关（2‑2），主控开关（2‑1）一端与风力发电机组（1）的变桨系统连接、另一端与主系统（3）连接，充电开关（2‑2）一端与交流变流器（8）的输出端连接、另一端与主系统（3）连接。

Description

风力发电机组变桨系统风光互补后备应急电源

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组变桨系统后备电源，尤其涉及一种风力发电机组变桨系统风光互补后备应急电源。

背景技术

风力发电机组通常是利用变桨系统来控制叶片相对于旋转平面的位置角度，针对不同风速调整叶片对风角度，从而获得最大安全电能。在常规模式下，变桨系统由电网提供的三相交流供电；但若电网突然发生掉电或电压跌落，变桨系统则无法使叶片顺桨到安全状态，存在安全隐患。因此变桨系统需要配置后备电源，以确保风力发电机安全运行。蓄电池具有能量密度高、成本低廉、技术成熟等优点，目前大多采用蓄电池作为变桨系统后备电源。

变桨系统大多采用独立变桨技术，即三个桨叶对应三个独立伺服驱动器，每个驱动器独立配备一台备用电源。由于风力发电机组的变桨属于间歇性运动，只有在电网电压跌落或电网断电情况下才启用后备电源；因此，变桨系统的后备电池多数时间处于“备而不用”的状态，容易发生故障。特别是当电网长时间断电、而风力发电机组又处于停机状态时，变桨系统的三组蓄电池组因得不到充电，启动时存在无法进行变桨操作的风险。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型旨在提供一种风力发电机组变桨系统风光互补后备应急电源，它能在电网长时间断电的情况下保证蓄电池容量处于正常状态。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：它包括分别通过充放电装置与主系统连接的三组蓄电池组；后备小型风力发电机依次通过交流变流器、交流双电源切换装置与主系统连接，光伏发电装置通过逆变器接于交流变流器的输入端；交流双电源切换装置包括主控开关和充电开关，主控开关一端与风力发电机组的变桨系统连接、另一端与主系统连接，充电开关一端与交流变流器的输出端连接、另一端与主系统连接。

在交流变流器的输出端与主系统之间连接有控制器，该控制器分别与交流双电源切换装置、主系统通信连接；在各电池组与对应的充放电装置之间连接有电池开关；后备小型风力发电机、光伏发电装置分别固定于风力发电机组机舱外的顶部。

与现有技术比较，本实用新型由于采用了上述技术方案，因此具有以下优点：

1）由于增加了后备小风力发电机和光伏发电装置，因此能够实现风光互补，可全天候对三组蓄电池组保持浮充状态，从而可保持蓄电池组电量正常，确保变桨系统能够随时正常工作、无需长时间等待蓄电池充电。

2）采用交流双电源切换装置可确保后备小型风力发电机、光伏发电装置与风力发电机组实现互锁隔离，保证三者之间相互安全运行。

3）采用控制器对主系统电压进行监控，因此能够实现后备小型风力发电机、光伏发电装置与主系统实现隔离，从而可保证后备小型风力发电机、光伏发电装置或充放电装置、蓄电池组的运行安全。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图。

图中：风力发电机组1、交流双电源切换装置2、主控开关2-1、充电开关2-2、主系统3、电池开关4、蓄电池组5、充放电装置6、控制器7、交流变流器8、后备小型风力发电机9、逆变器10、光伏发电装置11。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：三组蓄电池组5分别通过充放电装置6与主系统3连接，充放电装置6包含逆变电路、整流电路和检测电路。后备小型风力发电机9依次通过交流变流器8、交流双电源切换装置2与主系统3连接，光伏发电装置11通过逆变器10接于交流变流器8的输入端。交流双电源切换装置2包括主控开关2-1和充电开关2-2，主控开关2-1一端与风力发电机组1的变桨系统（图中未示出）连接、另一端与主系统3连接，充电开关2-2一端与交流变流器8的输出端连接、另一端与主系统3连接。

为了避免后备小型风力发电机9、光伏发电装置11的电压与主系统3的电压发生冲突，在交流变流器8的输出端与主系统3之间连接有控制器7，该控制器分别与交流双电源切换装置2、主系统3通信连接。

为了便于检修等操作，在各电池组5与对应的充放电装置6之间连接有电池开关4。

为了保证结构紧凑，后备小型风力发电机9、光伏发电装置11分别固定于风力发电机组1机舱外的顶部（图中未示出）。

在上述实施例中，逆变电路、整流电路和检测电路均为成熟技术，此处不作赘述。

工作原理：

正常状态下，电网通过主系统3一方面通过交流双电源切换装置2（主控开关2-1闭合、充电开关2-2断开）向风力发电机组1的变桨系统（图中未示出）供电，以实现变桨操作；另一方面，主系统3分别通过各充放电装置6中的所述整流电路对相应的蓄电池组5进行充电，各蓄电池组5处于储能状态。

当电网供电，但风力发电机组1处于停机状态时，由于各充放电装置6中的所述检测电路并未检测到主系统3的电压异常，因此电网交流电仍然通过各充放电装置6中的所述整流电路对相应的蓄电池组5进行充电，以保持正常电量；各蓄电池组5处于储能状态。

若电网出现短时间断电，但风力发电机组1处于仍然处于运行状态时，各充放电装置6中的所述检测电路即可检测到主系统3的电压异常，于是各蓄电池组5分别通过对应充放电装置6中的逆变电路依次经主系统3、交流双电源切换装置2（主控开关2-1闭合、充电开关2-2断开）向变桨系统供电，以实现变桨操作。

若电网出现长时间断电，且风力发电机组1处于停机状态时，控制器7检测到主控开关2-1断开、且主系统3的电压异常，控制器7随即指令充电开关2-2闭合；光伏发电装置11即可通过逆变器10将直流电转变为交流电后与后备小型风力发电机9产生的交流电并网，经交流变流器8变压、变频后依次通过充电开关2-2、主系统3分别向各蓄电池组5保持浮充状态，使各蓄电池组5维持正常电量。从而可保证在需开机时，无需长时间等待蓄电池组充电即可让变桨系统正常工作。开机时，控主控开关2-1闭合的同时，充电开关2-2随即断开；变桨系统由各蓄电池组5供电。

当控制器7检测到主系统3的电压正常（电网恢复供电）时，控制器7随即断开充电开关2-2，由电网继续为蓄电池组5充电。

Claims (4)

1.一种风力发电机组变桨系统风光互补后备应急电源，包括分别通过充放电装置（6）与主系统（3）连接的三组蓄电池组（5）；其特征在于：后备小型风力发电机（9）依次通过交流变流器（8）、交流双电源切换装置（2）与主系统（3）连接，光伏发电装置（11）通过逆变器（10）接于交流变流器（8）的输入端；交流双电源切换装置（2）包括主控开关（2-1）和充电开关（2-2），主控开关（2-1）一端与风力发电机组（1）的变桨系统连接、另一端与主系统（3）连接，充电开关（2-2）一端与交流变流器（8）的输出端连接、另一端与主系统（3）连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨系统风光互补后备应急电源，其特征在于：在交流变流器（8）的输出端与主系统（3）之间连接有控制器（7），该控制器分别与交流双电源切换装置（2）、主系统（3）通信连接。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨系统风光互补后备应急电源，其特征在于：在各电池组（5）与对应的充放电装置（6）之间连接有电池开关（4）。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨系统风光互补后备应急电源，其特征在于：后备小型风力发电机（9）、光伏发电装置（11）分别固定于风力发电机组（1）机舱外的顶部。

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