同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)全功率變流系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開(kāi)一種同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)全功率變流系統(tǒng)，包括有控制主機(jī)，控制主機(jī)通過(guò)控制器分別與變頻驅(qū)動(dòng)電路和變流驅(qū)動(dòng)電路連接，所述變頻驅(qū)動(dòng)電路連接到變頻器上，所述變流驅(qū)動(dòng)電路連接到變流器上，發(fā)電機(jī)一端通過(guò)信號(hào)采集器連接到控制器上，另一端依次通過(guò)變頻器和變流器連接到電網(wǎng)上。本實(shí)用新型專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了能量的高效轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制，能量轉(zhuǎn)換率高，工作可靠。同時(shí)，本實(shí)用新型專利技術(shù)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于安裝調(diào)試、故障檢測(cè)以及設(shè)備維護(hù)，很容易移植到其他類型的風(fēng)機(jī)中應(yīng)用。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種變流系統(tǒng)，尤其涉及一種同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)全功率變流系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
風(fēng)力發(fā)電已成為我國(guó)新能源中增長(zhǎng)最快的一種，其機(jī)組設(shè)計(jì)、制造技術(shù)趨向成熟，產(chǎn)品逐漸進(jìn)入商品化階段，功率達(dá)到兆瓦級(jí)。能量轉(zhuǎn)換裝置變流器作為風(fēng)電機(jī)組一個(gè)重要部件直接關(guān)系到機(jī)組的工作狀態(tài)、發(fā)電質(zhì)量、效率以及設(shè)備的安全。對(duì)于無(wú)刷勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)組，現(xiàn)有的雙饋型風(fēng)力機(jī)組的四象限變流器方案，運(yùn)行成本高、能量轉(zhuǎn)換率低、可靠性難以保證且系統(tǒng)集成化不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的主要目的是提供一種同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)全功率變流系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)變流系統(tǒng)運(yùn)行成本高、能量轉(zhuǎn)換率低、可靠性難以保證以及系統(tǒng)集成化不高的缺陷。為了實(shí)現(xiàn)專利技術(shù)目的，本技術(shù)所采用的技術(shù)方案是，一種同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)全功率變流系統(tǒng)，包括有控制主機(jī)，控制主機(jī)通過(guò)控制器分別與變頻驅(qū)動(dòng)電路和變流驅(qū)動(dòng)電路連接，所述變頻驅(qū)動(dòng)電路連接到變頻器上，所述變流驅(qū)動(dòng)電路連接到變流器上，發(fā)電機(jī)一端通過(guò)信號(hào)采集器連接到控制器上，另一端依次通過(guò)變頻器和變流器連接到電網(wǎng)上。本技術(shù)的特征還在于，所述變流器為AFE主動(dòng)前端整流單元，包括有整流電路、升壓斬波電路、制動(dòng)電路以及逆變并網(wǎng)電路。進(jìn)一步，所述控制器為可編程邏輯控制器。進(jìn)一步，所述信號(hào)采集器采集發(fā)電機(jī)定子電壓和電流、轉(zhuǎn)子電壓和電流以及電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)。本技術(shù)的有益效果是:I)本技術(shù)是一種綜合各種因素，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集中控制的新型風(fēng)力發(fā)電能量轉(zhuǎn)換裝置。在現(xiàn)有變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方案基礎(chǔ)上采用了不控整流、三重化開(kāi)關(guān)直流升壓和脈沖寬度調(diào)制變流技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)能最大化利用、能量高效率轉(zhuǎn)換以及高可靠性工作；2)本技術(shù)通過(guò)勵(lì)磁控制和直流升壓電路以及變流器的功率控制實(shí)現(xiàn)了主控系統(tǒng)和功率轉(zhuǎn)換單元的一體化設(shè)計(jì)和優(yōu)化控制，通過(guò)控制勵(lì)磁電壓和升壓電路使系統(tǒng)能夠在最低風(fēng)速下發(fā)電運(yùn)行，理論上只要風(fēng)輪能夠旋轉(zhuǎn)即可發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了能量的高效轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制；3)本技術(shù)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在變流裝置、有功無(wú)功調(diào)節(jié)以及勵(lì)磁控制等部分都具有一定的獨(dú)立性，便于安裝調(diào)試、故障檢測(cè)以及設(shè)備維護(hù)，很容易移植到其他類型的風(fēng)機(jī)中應(yīng)用，特別是全功率變流型風(fēng)機(jī)，市場(chǎng)潛力非常大。附圖說(shuō)明圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本技術(shù)變流器電路結(jié)構(gòu)圖。圖中，1.控制主機(jī)，2.控制器，3.變頻驅(qū)動(dòng)電路，4.變流驅(qū)動(dòng)電路，5.變頻器，6.變流器，7.信號(hào)采集器，8.整流電路，9.升壓斬波電路，10.制動(dòng)電路，11.逆變并網(wǎng)電路。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本技術(shù)提供一種同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)全功率變流系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括有控制主機(jī)I，控制主機(jī)I通過(guò)控制器2分別與變頻驅(qū)動(dòng)電路3和變流驅(qū)動(dòng)電路4連接，變頻驅(qū)動(dòng)電路3連接到變頻器5上，變流驅(qū)動(dòng)電路4連接到變流器6上，發(fā)電機(jī)一端通過(guò)信號(hào)采集器7連接到控制器2上，另一端依次通過(guò)變頻器5和變流器6連接到電網(wǎng)上。系統(tǒng)采用PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口和工業(yè)以太網(wǎng)通訊接口，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)所有變流器的聯(lián)網(wǎng)綜合控制，達(dá)到從并網(wǎng)電能的宏觀管理上統(tǒng)一調(diào)配，統(tǒng)一控制。具體實(shí)施過(guò)程中，控制主機(jī)I為現(xiàn)有的工控機(jī)，控制器2優(yōu)選采用性能穩(wěn)定的可編程邏輯控制器。本技術(shù)主要應(yīng)用于無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，信號(hào)采集器7主要采集發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的定子電壓和電流、轉(zhuǎn)子電壓和電流以及電機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)，控制器2將該參數(shù)進(jìn)行處理后上傳到控制主機(jī)I上，控制主機(jī)I會(huì)根據(jù)內(nèi)部設(shè)定好的參數(shù)通過(guò)控制器2向變頻驅(qū)動(dòng)電路3和變流驅(qū)動(dòng)電路4發(fā)送控制指令，變頻驅(qū)動(dòng)電路3和變流驅(qū)動(dòng)電路4分別驅(qū)動(dòng)變頻器5和變流器6工作。為了減小變流器6的體積，從發(fā)電機(jī)發(fā)出的低頻正弦波交流在進(jìn)行整流升壓前，需要通過(guò)將低頻電流轉(zhuǎn)換為高頻電流，因而發(fā)電機(jī)發(fā)出的低頻電流首先通過(guò)變頻器5轉(zhuǎn)換為高頻電流，再經(jīng)過(guò)變流器6進(jìn)行整流升壓后輸送到電網(wǎng)中。如圖2所示，變流器6中的整流電路8采用六相結(jié)構(gòu)，可減小電壓脈動(dòng)并降低對(duì)直流側(cè)濾波電容量的要求。升壓斬波電路9和逆變并網(wǎng)電路11采取并聯(lián)多重化結(jié)構(gòu)，一方面分擔(dān)電流另一方面可以有效地抑制高頻諧波。升壓斬波電路9輸出之后加入了制動(dòng)電路10，當(dāng)電網(wǎng)電壓突然跌落時(shí)，由于風(fēng)輪機(jī)的機(jī)械慣性，傳遞功率不變而使并網(wǎng)電流突增。此時(shí)制動(dòng)電路10的晶體管導(dǎo)通，旁路PWM變流器，電阻能耗制動(dòng)，降低并網(wǎng)電流，待電網(wǎng)電壓恢復(fù)后再斷開(kāi)制動(dòng)電路10的晶體管，系統(tǒng)正常運(yùn)行。以上顯示和描述了本技術(shù)的基本原理、主要特征和本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，上述實(shí)施方式和說(shuō)明書(shū)只是本技術(shù)的原理，在不脫離本技術(shù)精神和范圍的前提下本技術(shù)還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本技術(shù)的范圍內(nèi)。本技術(shù)要求的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)全功率變流系統(tǒng)，其特征在于，包括有控制主機(jī)(1)，控制主機(jī)(1)通過(guò)控制器(2)分別與變頻驅(qū)動(dòng)電路(3)和變流驅(qū)動(dòng)電路(4)連接，所述變頻驅(qū)動(dòng)電路(3)連接到變頻器(5)上，所述變流驅(qū)動(dòng)電路(4)連接到變流器(6)上，發(fā)電機(jī)一端通過(guò)信號(hào)采集器(7)連接到控制器(2)上，另一端依次通過(guò)變頻器(5)和變流器(6)連接到電網(wǎng)上。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)全功率變流系統(tǒng)，其特征在于，包括有控制主機(jī)(I)，控制主機(jī)(I)通過(guò)控制器⑵分別與變頻驅(qū)動(dòng)電路⑶和變流驅(qū)動(dòng)電路⑷連接，所述變頻驅(qū)動(dòng)電路(3)連接到變頻器(5)上，所述變流驅(qū)動(dòng)電路⑷連接到變流器(6)上，發(fā)電機(jī)一端通過(guò)信號(hào)采集器(7)連接到控制器(2)上，另一端依次通過(guò)變頻器(5)和變流器(6)連接到電網(wǎng)上。2.如權(quán)利要求1所述的一種同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)全功率變流系統(tǒng)，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：門侯陽(yáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安偉融電子科技有限公司，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：