CN2755307Y - 大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统。包括有至少一套或两套以上发电机组单元并联，电力逆变器和计算机控制机构等；其中每套发电机组单元包括有：一个风轮、一台永磁同步发电机装置和一台整流器；发电机组单元的所述整流器的输出端与电力逆变器的输入端相连；电力逆变器的输出端与电网相连；其中计算机控制机构分别与永磁同步发电机装置、整流器、电力逆变器相连。优点是：降低了故障率，提高可靠性、安全性；最大限度的利用了风能，提高风机的运行效率，增大发电量的20％。整个系统的使用寿命延长等。

Description

大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统
技术领域：
本实用新型涉及一种大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统，属于风力发电领域。
背景技术：
目前并网风力发电系统均采用风能驱动增速齿轮箱、增速齿轮箱驱动三相异步发电机直接并网运行的方式进行发电，如图1所示。其缺点为：(1)、因增速齿轮箱磨损大、寿命短，同时在温差大的野外使用要求温度控制，及防风沙、防水、补油等维护工作难度大；(2)、要求电机转速恒定，以适应电网的频率要求，即风大、风小风轮转速不变，造成风能利用受限，从而发电量低；(3)需要电网为三相异步电机提供励磁电流，形成的无功功率降低了供电质量和发电量。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统。该整体风力发电系统的风能直接驱动永磁同步发电机，永磁同步发电机输出的交流电经整流和电力逆变后再并入电网，其去掉了齿轮箱，提高了可靠性；实现了变速恒频，即风大转速快，风小转速慢，从而可充分利用风能，提高发电量；无需励磁电流，供电质量高。
本实用新型的目的由如下技术方案实施：包括有至少一套发电机组单元或两套以上发电机组单元并联，超压电力泄放装置，电力逆变器和计算机控制机构；其中所述每套发电机组单元包括有：一个风轮、一台永磁同步发电机装置和一台整流器，其中每个风轮轴与所述每个永磁同步发电机装置的永磁同步发电机的转轴同轴，所述每个永磁同步发电机的输出端与所述每个整流器的输入端相连；其中一套发电机组单元的所述整流器的输出端分别与所述电力逆变器的输入端和所述超压电力泄放装置相连；两套以上发电机组单元的每套整流器并联之后，其输出端分别再与所述电力逆变器的输入端和所述超压电力泄放装置相连；电力逆变器的输出端与电网相连；其中所述计算机控制机构分别与所述永磁同步发电机装置、所述整流器、所述电力逆变器相连。
其还包括有电力变压器，所述电力逆变器的输出端与所述电力变压器的输入端相连，所述电力变压器的输出端与电网相连。
工作原理：风轮转轴与永磁同步发电机装置的永磁同步发电机的转轴同轴，风能直接驱动永磁同步发电机产生的交流电经过整流器整流后，输出的直流电由电力逆变器逆变成与电网同频、同相位的交流电，输入电网。其中计算机控制机构控制永磁同步发电机装置，使永磁同步发电机装置安全运行，计算机控制机构还控制电力逆变器，使风电输出电流的频率、相位都能随机与电网同频、同相。
本实用新型的优点是：
(1)、风轮轴直接与永磁同步发电机转轴同轴，风能直接驱动永磁同步发电机发电而无须齿轮增速箱，降低了故障率，提高可靠性、安全性；
(2)、由于采用逆变并网，因此，发电机的转速不需要恒速控制。这种变速恒频运行系统可以使风力机的叶尖速比大范围工作在最佳值，最大限度的利用了风能，提高风机的运行效率，增大发电量的20％。
(3)、大功率电力逆变器和并网装置由计算机控制，使输出的电流的频率、相位、都随机与电网保持一致，功率因数大于0.9；
(4)、减少了机械磨损部件，延长整个系统的使用寿命。
附图说明：
图1为本实用新型现有并网风力发电系统为三相异步发电机的原理示意框图。
图2为本实用新型实施例1的原理结构示意框图。
图3为本实用新型实施例2的原理结构示意框图。
图4为本实用新型实施例3的原理结构示意框图。
具体实施方式：
发电机组单元1  风轮-2  永磁同步发电机装置-3  永磁同步发电机-4  整流器-5  电力逆变器-6  计算机控制机构-7  电力变压器-8超压电力泄放装置-9
实施例1：如图2所示，大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统，其包括有一套发电机组单元1，超压电力泄放装置9，电力逆变器6和计算机控制机构7；发电机组单元包括有：一个风轮2、一台永磁同步发电机装置3和一台整流器5，其中风轮轴与永磁同步发电机装置3的永磁同步发电机4的转轴同轴，永磁同步发电机4的输出端与整流器5的输入端相连；发电机组单元1的整流器5的输出端分别与电力逆变器6的输入端和超压电力泄放装置9相连；电力逆变器6的输出端与电网相连；其中计算机控制机构7分别与永磁同步发电机装置3、整流器5、电力逆变器6相连。
实施例2：如图3所示，大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统，其包括有五套发电机组单元1，超压电力泄放装置9，电力逆变器6、电力变压器8和计算机控制机构7；每套发电机组单元1包括有：一个风轮2、一台永磁同步发电机装置3和一台整流器5，其中风轮轴与永磁同步发电机装置3的永磁同步发电机4的转轴同轴，永磁同步发电机4的输出端与整流器5的输入端相连；五套发电机组单元的每套整流器并联之后，其输出端分别再与电力逆变器6的输入端和超压电力泄放装置9相连；电力逆变器6的输出端与电力变压器8的输入端相连，电力变压器8的输出端与电网相连，其中计算机控制机构7分别与永磁同步发电机装置3、整流器5和电力逆变器6相连。
实施例3：如图4所示，大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统，其包括有十五套发电机组单元1，超压电力泄放装置9、电力逆变器6、电力变压器8和计算机控制机构7；每套发电机组单元1包括有：一个风轮2、一台永磁同步发电机装置3和一台整流器5，其中风轮轴与永磁同步发电机装置3的永磁同步发电机4的转轴同轴，永磁同步发电机4的输出端与整流器5的输入端相连；十五套发电机组单元的每套整流器并联之后，其输出端再分别与超压电力泄放装置9和电力逆变器6的输入端相连，电力逆变器6的输出端与电力变压器8的输入端相连，电力变压器8的输出端与电网相连，其中计算机控制机构7分别与永磁同步发电机装置3、整流器5和电力逆变器6相连。
发电机组单元1可根据实际需要用电的情况设置多套。

Claims (2)

1、大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统，其特征在于，包括有至少一套发电机组单元或两套以上发电机组单元并联，超压电力泄放装置，电力逆变器和计算机控制机构；其中所述每套发电机组单元包括有：一个风轮、一台永磁同步发电机装置和一台整流器，其中每个风轮轴与所述每个永磁同步发电机装置的永磁同步发电机的转轴同轴，所述每个永磁同步发电机的输出端与所述每个整流器的输入端相连；其中一套发电机组单元的所述整流器的输出端分别与所述电力逆变器的输入端和所述超压电力泄放装置相连；两套以上发电机组单元的每套整流器并联之后，其输出端分别再与所述电力逆变器的输入端和所述超压电力泄放装置相连；电力逆变器的输出端与电网相连；其中所述计算机控制机构分别与所述永磁同步发电机装置、所述整流器、所述电力逆变器相连。
2、根据权利要求1所述的一种大功率风能直驱永磁发电全逆变并网风力发电系统，其特征在于，其还包括有电力变压器，所述电力逆变器的输出端与所述电力变压器的输入端相连，所述电力变压器的输出端与电网相连。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101415937B (zh) * 2006-03-29 2011-05-18 西贝斯特公司 用于产生电能的系统
CN101363406B (zh) * 2007-08-08 2011-05-25 上海万德风力发电股份有限公司 多风机并联型风力发电系统
CN101680425B (zh) * 2007-04-27 2012-08-22 Lm玻璃纤维有限公司 风力发电站组的设计
WO2016169292A1 (zh) * 2015-04-24 2016-10-27 深圳先进技术研究院 多台同步电机并网运行控制方法及装置

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