CN217563340U - 一种双馈风力发电机电气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双馈风力发电机电气系统。为了克服传统风力发电系统中由于定子侧和转子侧的电压都相对较低，导致相应的电流值就高，系统的电缆传输成本高的问题；本实用新型采用包括双馈风力发电机、开关柜和升压变压器，所述双馈风力发电机定子侧输出端与所述开关柜第一输入端连接，所述双馈风力发电机转子侧输出端与所述开关柜第二输入端连接，所述开关柜的第一输出端与所述升压变压器的第一输入端连接，所述开关柜的第二输出端与所述升压变压器的第二输入端连接，所述升压变压器的输出端与电网连接。优点是本实用新型由于电压等级较高，变压器可以明显变小，实现风电机组的技术降本，降低风力发电机的度电成本。

Description

一种双馈风力发电机电气系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，尤其涉及一种双馈风力发电机电气系统。

背景技术

风是一种无公害能源，取之不尽用之不竭，风电技术的发展是促进能源结构调整的重要措施。我国从1972年开始研制第一台并网风力发电机，至如今的海上风力发电机并网运行，经历了几十年的发展。我们始终深谙风力发电的资源情况，并始终坚持自主创新。

随着“竞价上网”时代的到来，风电项目建设成本进一步被压缩，业主方投资收益率维持不变的前提下，势必将倒逼主机厂进一步降本。寻求低成本、高发电性能的新机组开发势在必行。

现有技术中，发电机厂家采用的系统主要由双馈风力发电机、变流器系统、升压变压器、开关柜组成，双馈风力发电机的定子侧出口电压主要为690V，定子侧出口电压主要也为690V，升压变压器一次侧接风机的额定输出电压为690V，二次侧接至电网为35kV，该系统由于定子侧和转子侧的电压都相对较低，相同功率的风力发电机，由于出口电压低，相应的电流值就高，系统的电缆传输成本相应的就比较高。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种风电机组电气系统”，其公开号为CN109672211A ，公开日为2019年4月23日，包括双馈发电机、变流器和第一变压器，所述双馈发电机的定子直接与电网相连，所述双馈发电机的转子依次与所述变流器相连，所述变流器经第一变压器与电网相连。该专利增加了变压器成本，且只提高了定子侧的电压，还是会使得电缆传输成本增加。

发明内容

本实用新型主要解决传统风力发电系统中由于定子侧和转子侧的电压都相对较低，导致相应的电流值就高，系统的电缆传输成本高的问题；提供一种双馈风力发电机电气系统。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本实用新型包括双馈风力发电机、开关柜和升压变压器，所述双馈风力发电机定子侧输出端与所述开关柜第一输入端连接，所述双馈风力发电机转子侧输出端与所述开关柜第二输入端连接，所述开关柜的第一输出端与所述升压变压器的第一输入端连接，所述开关柜的第二输出端与所述升压变压器的第二输入端连接，所述升压变压器的输出端与电网连接。采用本方案可以实现风电机组的技术降本，降低风力发电机的度电成本。

作为优选，所述系统还包括变流器系统，所述变流器系统的输入端与所述双馈风力发电机的转子侧输出端连接，所述变流器系统的输出端与所述开关柜第二输入端连接。采用本方案可利用变流器系统控制双馈风力发电机系统实现软并网，减小并网冲击电流对电机和电网造成的不利影响。

作为优选，所述双馈风力发电机定子侧输出电压为10kV，所述双馈风力发电机转子侧输出电压为1140V。采用本系统方案由于电压等级较高，变压器可以明显变小，实现风电机组的技术降本，降低风力发电机的度电成本。

作为优选，所述变流器系统包括1140V三电平变流器，是双馈风力发电机加在转子侧的励磁装置。采用本方案的变流器系统是1140V三电平变流器可以在转子转速变化时，变流器控制励磁的幅值、相位、频率，使定子侧能向电网稳定输出。

作为优选，所述变流器系统还包括机侧变流器和网侧变流器，所述机侧变流器的输入端与双馈风力发电机的输出端连接，所述机侧变流器的输出端与所述网侧变流器输入端连接，所述网侧变流器输出端与所述三电平变流器的输入端连接。

作为优选，所述双馈风力发电机转子上设有转子绕组，所述转子绕组与其一侧的机侧变流器相连。

作为优选，所述升压变压器是升压范围为30-40kV的变压器。采用本方案是为了利用升压变压器对定子侧和转子侧电压进行升压，将风力发电机定子侧的10kV经过升压变为35kV，将风力发电机转子侧的1140V经过升压变为35kV，达到电网电压以并入电网。

本实用新型的有益效果是：本方案由于电压等级较高，变压器可以明显变小，实现风电机组的技术降本，降低风力发电机的度电成本；转子侧所用变流器系统包括1140V三电平变流器，变流器输出波形更加接近正弦波，具有更好的发电性能、以及更低的度电成本；定子侧的输出电压等级达到了10kV，转子侧的输出电压等级为1140V，同等功率的发电机，电压高，相对应输出的电流就降低，进而降低了系统传输电缆的成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。

图中1. 双馈风力发电机，2. 变流器系统，3. 开关柜，4. 升压变压器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例的一种双馈风力发电机电气系统，如图1所示，包括双馈风力发电机1、变流器系统2、开关柜3和升压变压器4，双馈风力发电机1的定子侧和转子侧都能向电网馈电；双馈风力发电机1的定子侧依次连接于开关柜3和升压变压器4再汇入电网；双馈风力发电机1转子侧依次连接于变流器系统2、开关柜3和升压变压器4再汇入电网。

变流器系统2包括机侧变流器、网侧变流器和1140V三电平变流器，机侧变流器的输入端与双馈风力发电机1的输出端连接，机侧变流器的输出端与网侧变流器输入端连接，网侧变流器输出端与三电平变流器的输入端连接。三电平变流器是双馈风力发电机1加在转子侧的励磁装置，在转子转速变化时，变流器控制励磁的幅值、相位、频率，使定子侧能向电网稳定输出。变流器系统控制双馈风力发电机系统实现软并网，减小并网冲击电流对电机和电网造成的不利影响。

双馈风力发电机1定子侧出口电压为10kV，定子侧依次连接于开关柜3和升压变压器4；转子侧的出口电压为1140V，转子侧依次连接于变流器系统2、开关柜3和升压变压器4。升压变压器4对定子侧和转子侧电压进行升压，将风力发电机定子侧的10kV经过升压变为35kV，将风力发电机转子侧的1140V经过升压变为35kV，达到电网电压以并入电网。

本实施案例中由于电压等级较高，变压器可以明显变小，实现风电机组的技术降本，降低风力发电机的度电成本；转子侧所用变流器系统包括1140V三电平变流器，变流器输出波形更加接近正弦波，具有更好的发电性能、以及更低的度电成本；定子侧的输出电压等级达到了10kV，转子侧的输出电压等级为1140V，同等功率的发电机，电压高，相对应输出的电流就降低，进而降低了系统传输电缆的成本。

应理解，实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种双馈风力发电机电气系统，其特征在于，包括双馈风力发电机（1）、开关柜（3）和升压变压器（4），所述双馈风力发电机（1）定子侧输出端与所述开关柜（3）第一输入端连接，所述双馈风力发电机（1）转子侧输出端与所述开关柜（3）第二输入端连接，所述开关柜（3）的第一输出端与所述升压变压器（4）的第一输入端连接，所述开关柜（3）的第二输出端与所述升压变压器（4）的第二输入端连接，所述升压变压器（4）的输出端与电网连接。

2.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机电气系统，其特征在于，所述系统还包括变流器系统（2），所述变流器系统（2）的输入端与所述双馈风力发电机（1）的转子侧输出端连接，所述变流器系统（2）的输出端与所述开关柜（3）第二输入端连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种双馈风力发电机电气系统，其特征在于，所述双馈风力发电机定子侧输出电压为10kV，所述双馈风力发电机转子侧输出电压为1140V。

4.根据权利要求2所述的一种双馈风力发电机电气系统，其特征在于，所述变流器系统（2）包括1140V三电平变流器，是双馈风力发电机（1）加在转子侧的励磁装置。

5.根据权利要求4所述的一种双馈风力发电机电气系统，其特征在于，所述变流器系统（2）还包括机侧变流器和网侧变流器，所述机侧变流器的输入端与双馈风力发电机（1）的输出端连接，所述机侧变流器的输出端与所述网侧变流器输入端连接，所述网侧变流器输出端与所述三电平变流器的输入端连接。

6.根据权利要求1或5所述的一种双馈风力发电机电气系统，其特征在于，所述双馈风力发电机（1）转子上设有转子绕组，所述转子绕组与其一侧的机侧变流器相连。

7.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机电气系统，其特征在于，所述升压变压器（4）是升压范围为30-40kV的变压器。

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