開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)，包括：開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)、升壓斬波電路、電力電子開關(guān)、濾波器；所述開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)的輸出直流電正負(fù)端連接所述的升壓斬波電路的輸入對應(yīng)兩端，升壓斬波電路的兩個輸出端的其中一端連接所述的電力電子開關(guān)，電力電子開關(guān)的另一端連接所述的濾波器的輸入一端，濾波器的另一輸入端連接升壓斬波電路的沒有與電力電子開關(guān)直接連接的另一輸出端即負(fù)端，濾波器輸出兩端并與風(fēng)電場的其他開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)串聯(lián)；本實用新型采用開關(guān)磁阻發(fā)電機做風(fēng)力發(fā)電機，和結(jié)構(gòu)簡單的直流輸出接口斬波電路，可控性強，尤其針對海上風(fēng)電場領(lǐng)域具有一定應(yīng)用意義。
【專利說明】開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其是海上風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及采用直接輸出直流電能的開關(guān)磁阻發(fā)電機(Switched Reluctance Generator，簡稱:SRG)為風(fēng)力發(fā)電機，開關(guān)磁阻發(fā)電機直流輸出接口端采用升壓型斬波電路的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油、煤炭等一次性石化資源的大規(guī)模開發(fā)，能源危機和環(huán)境惡化造成的危害已經(jīng)日益嚴(yán)峻，要解決這一難題的唯一途徑就是加快對可持續(xù)資源的開發(fā)；在現(xiàn)有可再生能源中，無論規(guī)模，還是可利用率，風(fēng)能都是最高的資源之一，并且風(fēng)能在利用過程中不用消耗礦產(chǎn)資源，不排放有害物質(zhì)，被人們視為清潔、綠色、環(huán)保的能源。
[0003]從新疆到內(nèi)蒙古一線是我國陸上風(fēng)能資源最為豐富的地區(qū)，該地區(qū)風(fēng)速穩(wěn)定、地廣人稀，很適合建設(shè)大型風(fēng)電場。十余年來這些區(qū)域的風(fēng)能開發(fā)非常迅速，但由于附近區(qū)域的電力需求不高，大量的風(fēng)電難以就近消化；如果要把多余的風(fēng)電傳輸?shù)诫娏π枨缶薮蟮臇|南部地區(qū)，風(fēng)電波動性強的特點又會使傳輸?shù)碾y度和成本加劇，并對電網(wǎng)安全造成威脅；而另一方面，我國東部海岸線長，風(fēng)能資源好，風(fēng)能質(zhì)量好，具備大規(guī)模發(fā)展海上風(fēng)電的資源條件，而且礦產(chǎn)資源匱乏，電力需求巨大，海上風(fēng)電可以就近吸納，因此在這一區(qū)域發(fā)展海上風(fēng)電具有廣闊的前景。
[0004]海上風(fēng)能的另一個優(yōu)點是風(fēng)速更高、風(fēng)力更持續(xù)，和陸上風(fēng)能相比，開放性海域的風(fēng)速要高30% -40%，近海區(qū)域要高15% -20%，能夠多發(fā)50% -70%的電能；并且目前能夠容納大型風(fēng)場的陸上空間已很難找到，海上風(fēng)電場的建設(shè)已成為風(fēng)能利用的主要方向。
[0005]雖然人們對風(fēng)電的開發(fā)已有五十年之久，但主要集中在陸地上，建設(shè)海上風(fēng)電場的經(jīng)驗比較缺乏；海上風(fēng)電的主要缺點是在海水中建設(shè)塔架和平臺(海上變電站)的成本高，維護運行的成本高等，從而對風(fēng)電機組及其電力傳輸?shù)母咝?、穩(wěn)定、可靠要求更高，同時在變流、輸電等多項技術(shù)上也有著不同的特點和要求，特別是，不同于陸地風(fēng)電，海上風(fēng)電利用高壓直流傳輸成為發(fā)展和應(yīng)用趨勢，效果極佳。
[0006]目前風(fēng)電機組主要以雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電機組和直驅(qū)全功率變換型永磁同步風(fēng)力發(fā)電機組為主，雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電機組有較好的性價比，但對電網(wǎng)故障的穿越能力和支撐能力較弱，它的傳動鏈必須要有大型齒輪箱，這對機組的可靠性和可維護性提出了更苛刻的要求；直驅(qū)全功率變換型永磁同步風(fēng)力發(fā)電機組通過變頻器并網(wǎng)，對電網(wǎng)故障的穿越能力較強，有一定的支撐電網(wǎng)能力，避免了齒輪箱的維護工作量，可靠性有所提高，但由于其轉(zhuǎn)速很低，隨著功率的增大，多極數(shù)永磁同步發(fā)電機的制造工藝復(fù)雜，技術(shù)難度大，電機體積大，造價高，海上安裝成本更高，同時隨著機組容量的不斷增大，配套的變頻器價格昂貴更增加了其使用成本。
[0007]開關(guān)磁阻發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)子上無刷、無繞組、無永久磁體；其運行時相當(dāng)于一個電流源，這樣在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，輸出端電壓不會隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，這非常適合于當(dāng)前主流的變速運行的風(fēng)力機，可提高風(fēng)能的利用效率；更重要的是它直接發(fā)出為直流電，適應(yīng)了當(dāng)前海上風(fēng)電以高效的直流方式進行電力傳輸趨勢的需要，省去了整流環(huán)節(jié)；由于這些特性，開關(guān)磁阻發(fā)電機可以在風(fēng)力直接驅(qū)動下實現(xiàn)較高的發(fā)電效率，從而省去了齒輪箱，使整個發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡潔、可靠，這也正是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢；而在運行過程中，開關(guān)磁阻發(fā)電機可控參數(shù)多，如開通角、關(guān)斷角控制，電流斬波控制等，可方便的實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制策略，靈活的控制輸出直流電壓和電流，也大大降低了低電壓穿越的技術(shù)壓力；可見，開關(guān)磁阻發(fā)電機引入海上風(fēng)電，完全符合安裝困難、成本高、維護保養(yǎng)困難的海上風(fēng)電發(fā)展的需要，即高效率的實現(xiàn)風(fēng)能的轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)的簡潔化意味著更高的可靠性更少的維護以及更低的安裝成本和設(shè)備采購成本。
[0008]對開關(guān)磁阻電機進行電動運行的研宄開展的較早，目前已廣泛應(yīng)用于電力牽引、需要四象限運行調(diào)速系統(tǒng)和在寬廣的速度范圍內(nèi)實現(xiàn)高效率運行的系統(tǒng)中。但對其發(fā)電運行特性的研宄，直到20世紀(jì)80年代末才得到重視，并在航天起動/發(fā)電機等應(yīng)用領(lǐng)域中展開了探索性的研宄。
[0009]理想的風(fēng)力發(fā)電機組應(yīng)該是能夠變速運行、直接驅(qū)動，省去齒輪箱，減少不必要的保養(yǎng)工作；據(jù)此衡量開關(guān)磁阻發(fā)電機，可以發(fā)現(xiàn)開關(guān)磁阻發(fā)電機用于風(fēng)力發(fā)電具有以下具體優(yōu)勢:(I)開關(guān)磁阻發(fā)電機具有優(yōu)良的調(diào)速性能，變速范圍寬，可以適應(yīng)不同風(fēng)速的要求，更高效的利用風(fēng)能；(2)開關(guān)磁阻發(fā)電機在低速運行時效率高，通過合理的設(shè)計，可以省去齒輪箱，實現(xiàn)風(fēng)力機直接驅(qū)動發(fā)電，從而提高了整個系統(tǒng)的發(fā)電效率，提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量，降低發(fā)電成本；(3)開關(guān)磁阻發(fā)電機制造簡單，轉(zhuǎn)子上無刷、無線圈、不需要永磁材料(稀土材料)等，因而簡化了結(jié)構(gòu)，使得電機的可靠性高、成本低；(4)開關(guān)磁阻發(fā)電機是典型的機電一體化產(chǎn)品，控制靈活、控制參數(shù)多，可方便的實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制策略，靈活的控制輸出的直流電壓和直流電流；(5)開關(guān)磁阻發(fā)電機可以方便的發(fā)出電壓恒定的直流電，輸出電壓與轉(zhuǎn)速無關(guān)，可以通過自身的控制器直接進行調(diào)節(jié)，多臺發(fā)電機運行時并網(wǎng)容易；(6)開關(guān)磁阻發(fā)電機相繞組間無電耦合，其容錯能力大大增強，即使在缺相的情況下，仍然可以維持工作(三相以上)；(7)開關(guān)磁阻電機的功率密度高，電機體積小，易于安裝運輸，耐高溫性能好，十分適合風(fēng)力發(fā)電的海上工作環(huán)境；(8)開關(guān)磁阻發(fā)電機具有自勵能力，只需小容量的直流起勵電源，便可建立工作電壓。實際應(yīng)用中，可以與蓄電池構(gòu)成互補系統(tǒng)，在風(fēng)力充足時，開關(guān)磁阻發(fā)電機從蓄電池獲得起勵電源進行發(fā)電，建立工作電壓后，發(fā)出的電能一方面給負(fù)載供電，同時給蓄電池充電，風(fēng)力不足時，蓄電池的儲能釋放出來，供負(fù)載使用。以上這些特點使得開關(guān)磁阻發(fā)電機應(yīng)非常適合用在風(fēng)力發(fā)電及海上風(fēng)電的場合中。
[0010]近年來，關(guān)于開關(guān)磁阻發(fā)電機用于風(fēng)力發(fā)電的研宄和實踐也有一些，其中，專利1、CN 102223034 B，大型直驅(qū)開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機及其機組系統(tǒng)，2013.04.10 ;2、CN101686034 B，基于開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率自動跟蹤方法，2012.04.25 ;3、CN102427323 B，開關(guān)磁阻風(fēng)電系統(tǒng)起動控制和MPPT控制方法，2013.10.30，分別就高功率密度SRG設(shè)計和系統(tǒng)、SRG風(fēng)力發(fā)電最大功率自動跟蹤方法和SRG風(fēng)力發(fā)電啟動和最大功率跟蹤控制方面取得進步并獲得授權(quán)專利。
[0011]在科研界，關(guān)于風(fēng)電結(jié)合開關(guān)磁阻發(fā)電機的研宄，也主要聚焦于單機最大功率跟蹤方面，譬如:1、熊立新等.一種開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機最大風(fēng)能跟蹤方法[J].電工技術(shù)學(xué)報，2009，24(11): 1-7 ;2、Hedi Yahia 等.Differential evolut1n method-basedoutput power optimisat1n of switched reluctance generator for wind turbineapplicat1ns[J].IET Renew.Power Gener.，2014，8(7):795-806 ;3、Da-Woon Choi 等.AStudy on the Maximum Power Control Method of Switched Reluctance Generator forWind Turbine[J].1EEE TRANSACT1NS ON MAGNETICS，2014，50(I)。
[0012]但是，就開關(guān)磁阻發(fā)電機系統(tǒng)直流輸出變換的研宄或?qū)嵺`很少。
[0013]國內(nèi)外研宄表明，采用高壓直流(High-Voltage Direct Current，簡稱:HVDC)的方式傳輸電力對于海上風(fēng)電最為方便經(jīng)濟，而電壓源型變流器(Voltage SourceConverter，簡稱:VSC)的HVDC(VSC-HVDC)以其控制靈活，體積小、具備黑啟動能力等特點，特別適合被應(yīng)用于海上風(fēng)電場與電網(wǎng)的連接；現(xiàn)有利用HVDC與電網(wǎng)連接的風(fēng)場都采用在海上建立一個變電站的方式，因目前的海上發(fā)電機全部為交流發(fā)電機，要通過每臺交流發(fā)電機組連接的交流變壓器先升壓至中壓，然后集中到海上變電站轉(zhuǎn)換成直流輸送，由岸上變電站的逆變器逆變后連接交流電網(wǎng)；其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電能需要經(jīng)過多次交流和直流之間的轉(zhuǎn)換。
[0014]有些研宄則考慮到風(fēng)電機組本身的結(jié)構(gòu)特點，可以在一次交流后直接組成直流網(wǎng)絡(luò)，由直流并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將電能集中到海上直流升壓變電站，然后由直流傳輸?shù)桨渡献冸娬?，最后再逆變連接交流電網(wǎng)，這樣就降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，但僅僅是省去了升壓變壓器。
[0015]進一步研宄表明，直接串聯(lián)連接已直流化的各風(fēng)電機組則更加經(jīng)濟，可無需升壓變壓器和海上變電站，多個低壓風(fēng)電機組直接串聯(lián)后成為所需的高壓直流，然后直接通過海底直流電纜傳輸?shù)疥懙刈冸娬?，此種方式目前已成為海上風(fēng)電場電能匯聚的研宄熱點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]根據(jù)以上的【背景技術(shù)】，本實用新型結(jié)合風(fēng)電場尤其是海上風(fēng)電場，針對直流串聯(lián)型風(fēng)場結(jié)構(gòu)，提出采用開關(guān)磁阻發(fā)電機作為風(fēng)力發(fā)電機的單機輸出電能的簡單易行的升壓型變換系統(tǒng)。
[0017]本實用新型的技術(shù)方案為:
[0018]開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)，由開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)101、升壓斬波電路102、電力電子開關(guān)103、濾波器104組成；其技術(shù)特征在于，所述開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)101的輸出直流電正負(fù)端連接所述的升壓斬波電路102的輸入對應(yīng)兩端，升壓斬波電路102的兩個輸出端的其中一端連接所述的電力電子開關(guān)103，電力電子開關(guān)103的另一端連接所述的濾波器104的輸入一端，濾波器104的另一輸入端連接升壓斬波電路102的沒有與電力電子開關(guān)103直接連接的另一輸出端即負(fù)端，濾波器104輸出兩端并與風(fēng)電場的其他開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)串聯(lián)。
[0019]眾多開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)la、lb、…的輸出均串聯(lián)連接。
[0020]所述的升壓斬波電路102，由第一電容器Cl、第二電容器C2、第一電阻Rl、第二電阻R2、電抗器L、電力電子開關(guān)VT、電力二極管VD、第三電容器C3組成；其技術(shù)特征在于，所述第一電容器Cl和所述第二電容器C2串聯(lián)后上下分別連接來自開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)101輸出的正負(fù)極端，所述第一電阻Rl和所述第二電阻R2串聯(lián)后上下分別連接來自開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)101輸出的正負(fù)極端，第一電容器Cl和第二電容器C2的中間串聯(lián)點與第一電阻Rl和第二電阻R2的中間串聯(lián)點連接，所述電抗器L串聯(lián)于正極性線上，一端直接連接第一電阻Rl，所述電力電子開關(guān)VT —端連接電抗器L的另一端，并還連接所述電力二極管VD的正極端，電力電子開關(guān)VT另一端連接升壓斬波電路102的負(fù)極性端并與第二電阻R2直接連接，電力二極管VD的負(fù)極性端連接所述第三電容器C3的一端，第三電容器C3的另一端連接升壓斬波電路102的負(fù)極性端并與電力電子開關(guān)VT直接連接；第三電容器C3兩端電壓即為升壓斬波電路102的輸出電壓；升壓斬波電路102的輸入端首先所連接的是第一電容器Cl和第二電容器C2。
[0021]電力電子開關(guān)103為常閉開關(guān)，當(dāng)開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)101或升壓斬波電路102發(fā)生故障，或者風(fēng)力過小或過大需要停止發(fā)電時，將電力電子開關(guān)103斷開。
[0022]本實用新型的主要技術(shù)效果是:
[0023]本實用新型的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)，由于開關(guān)磁阻發(fā)電機直接發(fā)出直流電，省去了整流環(huán)節(jié)，簡化了結(jié)構(gòu)降低了成本提高了可靠性，也因此，基于開關(guān)磁阻發(fā)電機的直流輸電風(fēng)力發(fā)電場才是真正意義上的全直流發(fā)輸電；而直流輸電的優(yōu)勢不言而喻，尤其是損耗小的優(yōu)點，海上風(fēng)場環(huán)境下的話采用的直流電纜鋪設(shè)于海底造成的污染也小。
[0024]目前風(fēng)力發(fā)電機由于幾乎全部是交流發(fā)電機，每臺發(fā)電機的輸出端往往是采用先整流，然后逆變并采用高頻變壓器升壓后再整流為直流；或者發(fā)電機發(fā)出交流電后先升壓變壓器升壓，然后再整流等模式，前者電能變換繁復(fù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而后者由于低頻變壓器的存在體積巨大，海上風(fēng)電場的話因此常需要加建海上變電站；而本實用新型的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，成本低，考慮到開關(guān)磁阻發(fā)電機本身獨特的靈活的可控性和變換電路(升壓斬波電路102)本身對電壓的調(diào)節(jié)能力，以及故障時電力電子開關(guān)103的保護作用，所以可不考慮隔離環(huán)節(jié)。
[0025]根據(jù)電力電子開關(guān)VT的開關(guān)占空比的調(diào)節(jié)，可靈活改變輸出直流電壓值，這是繼開關(guān)磁阻發(fā)電機本身的調(diào)節(jié)功能之后又一可調(diào)節(jié)之處，可增強系統(tǒng)的低壓穿越及抗干擾能力和風(fēng)場電壓調(diào)節(jié)能力；并且升壓斬波電路102使得開關(guān)磁阻發(fā)電機輸出的低壓先行抬高，然后眾多的開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)串聯(lián)則進一步升高風(fēng)場電壓，進而達到所需的高壓值。
[0026]濾波器104的存在，能確保直流電壓和電流的平穩(wěn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1所示為本實用新型的海上風(fēng)電場結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖2所示為本實用新型的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)圖。
[0029]圖3所示為本實用新型的升壓斬波電路圖。
[0030]圖中:la、lb、...]^代表各開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)，2代表海底電纜，3代表岸上變電站，101代表開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)，102代表升壓斬波電路，103代表電力電子開關(guān)，104代表濾波器。

【具體實施方式】
[0031]針對如圖1所示的串聯(lián)型海上風(fēng)電場，開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)la、lb、…為多個風(fēng)力機驅(qū)動的開關(guān)磁阻發(fā)電機及相應(yīng)的控制和電能變換裝置，各開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)輸出的直流電壓雖然為相對低壓，但眾多個開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)串聯(lián)可構(gòu)成直流高壓，經(jīng)由海底電纜2傳輸給岸上變電站3，再由岸上變電站3逆變后與外部交流電網(wǎng)連接。
[0032]開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)la、lb、…即開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)包括開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)101、升壓斬波電路102、電力電子開關(guān)103、濾波器104，如圖2所示，開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)101完成對自身開關(guān)磁阻發(fā)電機的常規(guī)控制和最大功率點跟蹤控制，升壓斬波電路102實現(xiàn)升壓并可根據(jù)運行狀況調(diào)節(jié)，濾波器104對預(yù)輸出的直流電進行電壓和電流的濾波，電力電子開關(guān)103的作用是在開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)需停機時斷開，系統(tǒng)運行時閉合。
[0033]圖3所示為升壓斬波電路102，第一電容器Cl、第二電容器C2的作用是對開關(guān)磁阻發(fā)電機直接發(fā)出的直流電濾波、電壓支撐，以及緊急情況下抑制電壓沖擊的作用，而第一電阻Rl和第二電阻R2則起到分別平衡第一電容器Cl和第二電容器C2的電壓，保護這兩個電容器的電壓均勻、安全，同時吸收第一電容器Cl和第二電容器C2多余電能的作用；第一電阻Rl和第二電阻R2的阻值相當(dāng)高，應(yīng)在百ΜΩ級別，因為電阻過小會引起的較大的功率損耗并有過流的可能。
[0034]如圖3所示，電力電子開關(guān)VT可以是IGBT，或者其他可控的電力電子器件，如晶閘管，若采用晶閘管，需設(shè)置晶閘管關(guān)斷的輔助電路；電抗器L和第三電容器C3要足夠大，電抗器L要具備在輸入直流電向其充放電時電流基本平穩(wěn)的特點，第三電容器C3要具備在對其充放電期間可保持電壓基本平穩(wěn)的特點。
[0035][00]當(dāng)電力電子開關(guān)VT閉合導(dǎo)通時，輸入的直流電源向電抗器L充電，充電直流電流基本恒定，假設(shè)電力電子開關(guān)VT的開通時間為tm，設(shè)輸入電壓為E，電流為I1，則此階段電抗器L上積蓄的能量為EIAm;當(dāng)電力電子開關(guān)VT處于斷態(tài)時，輸入電壓E和電抗器L共同向第三電容器C3充電并輸出電能，在接下來電力電子VT又開通時，此時電容值足夠大的第三電容器C3儲存的電能可獨立輸出電能給負(fù)載；設(shè)電力電子開關(guān)VT處于斷態(tài)的時間為Iff，輸出電壓為U。，則在此期間電抗器L釋放的能量為(Utl-E) ^ff;當(dāng)工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期(Uttxff)中電抗器積蓄的電能與釋放的電能相等，即^Iiton= (Uc1-E) I1I^ff,所以U。=(Uttjff)/Xff XE，可見，輸出電壓高于輸入電壓；如果改變電力電子開關(guān)VT的開關(guān)時間比例，即可改變輸出電壓的大小。
【權(quán)利要求】
1.開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)，由開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)(101)、升壓斬波電路(102)、電力電子開關(guān)(103)、濾波器(104)組成；其技術(shù)特征在于，所述開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)(101)的輸出直流電正負(fù)端連接所述的升壓斬波電路(102)的輸入對應(yīng)兩端，升壓斬波電路(102)的兩個輸出端的其中一端連接所述的電力電子開關(guān)(103)，電力電子開關(guān)(103)的另一端連接所述的濾波器(104)的輸入一端，濾波器(104)的另一輸入端連接升壓斬波電路(102)的沒有與電力電子開關(guān)(103)直接連接的另一輸出端即負(fù)端，濾波器(104)輸出兩端并與風(fēng)電場的其他開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)，其特征是，所述的升壓斬波電路(102)，由第一電容器(Cl)、第二電容器(C2)、第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)、電抗器(L)、電力電子開關(guān)(VT)、電力二極管(VD)、第三電容器(C3)組成；所述第一電容器(Cl)和所述第二電容器(C2)串聯(lián)后上下分別連接來自開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)(101)輸出的正負(fù)極端，所述第一電阻(Rl)和所述第二電阻(R2)串聯(lián)后上下分別連接來自開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)(101)輸出的正負(fù)極端，第一電容器(Cl)和第二電容器(C2)的中間串聯(lián)點與第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)的中間串聯(lián)點連接，所述電抗器(L)串聯(lián)于正極性線上，一端直接連接第一電阻(R1)，所述電力電子開關(guān)(VT) —端連接電抗器(L)的另一端，并還連接所述電力二極管(VD)的正極端，電力電子開關(guān)(VT)另一端連接升壓斬波電路(102)的負(fù)極性端并與第二電阻(R2)直接連接，電力二極管(VD)的負(fù)極性端連接所述第三電容器(C3)的一端，第三電容器(C3)的另一端連接升壓斬波電路(102)的負(fù)極性端并與電力電子開關(guān)(VT)直接連接；第三電容器(C3)兩端電壓即為升壓斬波電路(102)的輸出電壓；升壓斬波電路(102)的輸入端首先所連接的是第一電容器(Cl)和第二電容器(C2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機直流輸出升壓型電能變換系統(tǒng)，其特征是，所述電力電子開關(guān)(103)為常閉開關(guān)，當(dāng)開關(guān)磁阻發(fā)電機及其控制系統(tǒng)(101)或升壓斬波電路(102)發(fā)生故障，或者風(fēng)力過小或過大需要停止發(fā)電時，將電力電子開關(guān)(103)斷開。
【文檔編號】H02J1/12GK204258296SQ201420778279
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】孫冠群 申請人:中國計量學(xué)院