專利名稱：智能高效風力發(fā)電場的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能使電壓、頻率穩(wěn)定輸出的高效率風力發(fā)電場。
背景技術：
由于風能的不穩(wěn)定屬性，現(xiàn)有的風力發(fā)電場將盡量選用可以適應風力不穩(wěn)定的風力發(fā)電機組。但在風速發(fā)生變化時，也只能在很小的變化范圍內(nèi)勉強保持風力發(fā)電機的頻率和電壓輸出不致變化過大；實際上只要風力減少到設計風速以下，許多型號的風力發(fā)電機就停止發(fā)電了，這將使風能利用效率很低。本發(fā)明的目的是要解決風力變化范圍相當大的狀態(tài)下，風力發(fā)電場能夠在穩(wěn)定輸出頻率與電壓的情況下繼續(xù)發(fā)電，從而大大提高風能的利用效率。本發(fā)明的主要內(nèi)容本發(fā)明的主要內(nèi)容是如附圖1所示(一)風力發(fā)電場的每臺發(fā)電機不直接向外供電，而是接入“FDJZ”系統(tǒng)，再經(jīng)隔離升壓變壓器接入風電場匯流母線A、B、C，由本地負載控制開關向本地配電網(wǎng)BDM供電；也可經(jīng)二次升壓主變和并網(wǎng)控制開關與供電系統(tǒng)X、T并列運行。( 二 ) “FDJZ”系統(tǒng)如圖2所示，當風速正常時FD發(fā)電整流并向接在結點3的鋰離子電池組和超級電容CC充電，同時向三相逆變器(KV1-KV6)供電，逆變器由結點8、9、10輸出A、B、C三相交流電力。(三)當風電場的風力不足且不穩(wěn)定時，微處理器CP1檢測到B及CC不能正常充電時，復查整流器的輸入電壓降到允許值以下時CP1通過驅動器Q1起動由KVpLpDCC等元件構成的“開關式升壓電路”使結點3的電壓升高，繼續(xù)向CC及B充電，此時風速雖低于設計值但仍繼續(xù)發(fā)電，確保風力發(fā)電場的發(fā)電效率。(四乂&微處理器及其測控電路保證輸出的三相電能符合設定值，并監(jiān)測儲能元件B及CC的電能補充及極限參數(shù)，保證了輸出電力的電壓穩(wěn)定，頻偏達標。其中已成熟的現(xiàn)有電路如采樣、AD轉換、比較、驅動、顯示等電路不再贅述。


圖1是智能高效風力發(fā)電場接線2是風力發(fā)電機相關設備接線圖
具體實施例方式本發(fā)明設計的風力發(fā)電場實施實例如圖1所示，9臺發(fā)電機FD1-FD9均接入FDJZ系統(tǒng)，再經(jīng)升壓隔離變壓器向場匯流母線A、B、C供電，本地負載由KBD開關向BDM本地用戶供電，也可經(jīng)二次升壓主變TBW通過并網(wǎng)控制自動開關KBW與電力系統(tǒng)XT并列運行。本發(fā)明設計的FDJZ系統(tǒng)結構接線圖見附圖2，其工作原理見“本發(fā)明主要內(nèi)容”中的第(二)、第(三)和第(四)節(jié)的闡述，不再重復。
整個風力發(fā)電場由CP處理器監(jiān)控調(diào)節(jié)，如附圖2中的CP的I/O 口與9個風力發(fā)電機的FDJZ系統(tǒng)中的CP1聯(lián)接進行數(shù)據(jù)交換，并便于發(fā)出調(diào)控指令；A、D單元負責監(jiān)測發(fā)電場的風速變化、本地電力負載的大小以及電力系統(tǒng)的電壓、頻率、相角差等參數(shù)以便作出可否并網(wǎng)運行等判斷。同步比較單元T、B判斷并網(wǎng)可行之后通過QD驅動單元可以向K、B、W開關發(fā)出立即合閘的指令；C、P處理器通過與每臺風力發(fā)電機的FDJZ交換儲能單元B與CC的運行電壓動態(tài)參數(shù)后，可作出增減輸出電力的判斷，必要時發(fā)出指令斷開K、B、D本地負荷開關來減緩儲能單元的消耗速度以便等待風力增強時刻的到來。
權利要求
1.智能高效風力發(fā)電場與普通的風力發(fā)電場不同，其特征是在每一臺風力發(fā)電機加裝了由IGBT管、電感器L0、二極管D和超級電容CC以及具有脈寬控制功能的智能微處理器構成的開關式電壓提升單元，使風力下降時FD發(fā)電機仍能繼續(xù)發(fā)電。
2.如權利要求1所述的智能高效風力發(fā)電場其特征在于風力發(fā)電機所發(fā)出的不穩(wěn)定電力未直接饋送給用戶，而是經(jīng)過由鋰離子電池組與超級電容器并聯(lián)互補的新型儲能單元充電，變成穩(wěn)定直流電壓后，由智能三相逆變器變換為頻率電壓都穩(wěn)定的電能向用戶或系統(tǒng)供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能使電壓、頻率穩(wěn)定輸出的高效率風力發(fā)電場。由于風能的不穩(wěn)定屬性，現(xiàn)有的風力發(fā)電場盡量選用可以適應風力不穩(wěn)定的風力發(fā)電機組。但在風速變化時，也只能在很小的變化范圍內(nèi)勉強保持風力發(fā)電機的頻率和電壓輸出不致變化過大，因此許多型號的發(fā)電設備在風速不穩(wěn)定時就完全停止了發(fā)電。這將使整個風電場的效率變得很低。大多數(shù)用電器對電源的頻率與電壓穩(wěn)定性要求很高，現(xiàn)有風力發(fā)電場輸出的電力質量不但普通用戶無法放心使用，即使是功率強大的國家電網(wǎng)也會受到不小的影響，是“最不受歡迎”的電能品種。本發(fā)明設計的智能、高效率風力發(fā)電場由于風力發(fā)電機發(fā)出不穩(wěn)定電源并沒有直接饋送給用戶與系統(tǒng)，并通過智能處理及新型儲能單元的應用，提高了整個風力發(fā)電場的效率。
文檔編號F03D9/00GK102222930SQ201010149389
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權日2010年4月19日
發(fā)明者嚴本信, 嚴穎勤 申請人:嚴本信