專利名稱：一種變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，屬于風(fēng)力發(fā)電技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
能源問(wèn)題是當(dāng)今世界的一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題。在煤炭、石油、天然氣等傳 統(tǒng)能源面臨枯竭的今天，對(duì)于可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用就變得尤為重要。 風(fēng)能作為一種具有大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用前景的可再生無(wú)污染的新能源，自然 成為了研究的熱點(diǎn)。我國(guó)是一個(gè)風(fēng)能資源豐富的國(guó)家，目前已探明的可
利用風(fēng)能儲(chǔ)量約為253GW，大致與2000年底我國(guó)總發(fā)電裝機(jī)容量相當(dāng)。 因此，對(duì)風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)對(duì)我國(guó)具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
目前，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)主要分為恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和變速恒頻 風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)兩大類。恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般使用同步電機(jī)或者 鼠籠式異步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，通過(guò)定槳距失速控制的風(fēng)輪機(jī)使發(fā)電機(jī)的 轉(zhuǎn)速保持在恒定的數(shù)值繼而保證發(fā)電機(jī)端輸出電壓的頻率和幅值的恒 定，其運(yùn)行范圍比較窄，只能在一定風(fēng)速下捕獲風(fēng)能，發(fā)電效率較低。 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般采用永磁同步電機(jī)或者雙饋電機(jī)作為發(fā)電 機(jī)，通過(guò)變槳距控制風(fēng)輪使整個(gè)系統(tǒng)在很大的速度范圍內(nèi)按照最佳的效 率運(yùn)行，是目前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向。
而在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)更是以 其成本低廉成為了現(xiàn)今風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主流。變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā) 電系統(tǒng)主要由繞線式感應(yīng)電機(jī)和接在轉(zhuǎn)子繞組上的勵(lì)磁變頻器以及一些 檢測(cè)保護(hù)裝置組成。其中，發(fā)電機(jī)的定子繞組直接與電網(wǎng)連接，轉(zhuǎn)子側(cè) 利用變頻器控制轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率、幅值和相位實(shí)現(xiàn)交流勵(lì)磁，通過(guò) 轉(zhuǎn)子側(cè)的交流勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)定子側(cè)的恒頻運(yùn)行，使定子的輸出電能可以直接 與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。
但是，由于變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)沖擊電流比較大，會(huì)對(duì)電 網(wǎng)及發(fā)電機(jī)組本身造成損壞。尤其是近年來(lái)兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)特別是 兆瓦級(jí)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)成為風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的主力機(jī)型，單機(jī)容量比較大，而且風(fēng)電廠一般建立在比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較薄弱。機(jī) 組并網(wǎng)時(shí)的并網(wǎng)電流沖擊所引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變已經(jīng)不能忽視， 嚴(yán)重的情況下還可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓的大幅度跌落甚至電網(wǎng)的崩潰。因 此，最大限度的抑制發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)沖擊電流，提高并網(wǎng)的可靠性，保障 發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)的安全運(yùn)行也成為并網(wǎng)技術(shù)中的一個(gè)重要問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供 一種能夠抑制發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)沖擊電流的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的是通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的
一種變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括定子并網(wǎng)裝置、 發(fā)電機(jī)、控制板、雙PWM變頻器、碼盤；
所述發(fā)電機(jī)的定子通過(guò)所述定子并網(wǎng)裝置與電網(wǎng)相連；所述發(fā)電機(jī) 的轉(zhuǎn)子通過(guò)雙PWM變頻器與電網(wǎng)相連；所述控制板與電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)、 雙PWM變頻器、定子并網(wǎng)裝置相連；所述控制板還通過(guò)所述碼盤與轉(zhuǎn) 子相連；所述定子并網(wǎng)裝置由斷路器和接觸器串聯(lián)構(gòu)成。
所述控制板內(nèi)包括轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、定子電壓檢測(cè)器、電網(wǎng)電壓檢 測(cè)器、控制參考值計(jì)算器、電壓幅值補(bǔ)償器、轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器、PWM 調(diào)制器；
所述轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器與所述碼盤相連；所述定子電壓檢測(cè)器與發(fā)電 機(jī)的定子相連；所述電網(wǎng)電壓檢測(cè)器與電網(wǎng)相連；所述控制參考值計(jì)算 器與該電網(wǎng)電壓檢測(cè)器相連；
所述電壓幅值補(bǔ)償器與該定子電壓檢測(cè)器、電網(wǎng)電壓檢測(cè)器相連； 所述控制參考值計(jì)算器的輸出信號(hào)經(jīng)電壓幅值補(bǔ)償器補(bǔ)償后輸入所述轉(zhuǎn) 子電流閉環(huán)控制器；
所述轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器與所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、 控制參考值計(jì)算器相連；
所述PWM調(diào)制器與轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器以及所述雙PWM變頻器 相連。
所述控制板內(nèi)還包括轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器；
所述轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器與所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、定 子電壓檢測(cè)器相連；所述轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償 器補(bǔ)償后輸入所述轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器。
在所述雙PWM變頻器與電網(wǎng)之間串接有網(wǎng)側(cè)斷路器；在所述雙 PWM變頻器與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間串接有機(jī)側(cè)斷路器。 本實(shí)用新型的有益效果是
本實(shí)用新型通過(guò)由斷路器和接觸器串聯(lián)構(gòu)成定子并網(wǎng)裝置在很大程 度上提高了發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的可靠性，同時(shí)還減少了并網(wǎng)設(shè)備的維護(hù)成本。

圖1是變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是發(fā)電系統(tǒng)第一實(shí)施例的控制板功能模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是發(fā)電系統(tǒng)第一實(shí)施例的控制板控制原理框圖； 圖4是發(fā)電系統(tǒng)第二實(shí)施例的控制板功能模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是發(fā)電系統(tǒng)第二實(shí)施例的控制板控制原理框圖； 圖6是電壓幅值補(bǔ)償器的原理框圖； 圖7是轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器的原理框圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。 圖1是本發(fā)明變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示， 該系統(tǒng)主要包括定子并網(wǎng)裝置1、發(fā)電機(jī)2、機(jī)側(cè)斷路器3、控制板4、 雙PWM變頻器5、網(wǎng)側(cè)斷路器6、碼盤7。該發(fā)電機(jī)2為雙饋發(fā)電機(jī)， 即通過(guò)發(fā)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子兩側(cè)向電網(wǎng)饋電。在發(fā)電機(jī)2的定子側(cè)，定 子通過(guò)定子并網(wǎng)裝置1與電網(wǎng)相連。在發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子側(cè)，轉(zhuǎn)子通過(guò)雙 PWM變頻器5與電網(wǎng)相連。為了保證電路的安全，在雙PWM變頻器5 與電網(wǎng)之間串接有網(wǎng)側(cè)斷路器6，在其與發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子之間串接有機(jī) 側(cè)斷路器3?？刂瓢?與電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)2、雙PWM變頻器5相連，以獲 得電網(wǎng)電壓、定子電壓、轉(zhuǎn)子電流以及雙PWM變頻器5中的直流母線 電壓。控制板4還通過(guò)碼盤7與轉(zhuǎn)子相連，獲得轉(zhuǎn)子位置增量?？刂瓢?4通過(guò)這些參數(shù)判斷當(dāng)前電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)2的狀況，并實(shí)施相應(yīng)的控制策 略。該雙PWM變頻器5在控制板4的控制下，控制轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻 率、幅值和相位實(shí)現(xiàn)交流勵(lì)磁，通過(guò)轉(zhuǎn)子側(cè)的交流勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)定子側(cè)的恒 頻運(yùn)行，進(jìn)而調(diào)整定子電壓，使得定子電壓幅值和相位與電網(wǎng)電壓相同， 以實(shí)現(xiàn)安全并網(wǎng)。當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子的輸出電流符合安全并網(wǎng)的要求時(shí)，控 制板4則控制定子并網(wǎng)裝置1和機(jī)側(cè)斷路器3閉合，完成并網(wǎng)。
由上可知，控制板4為變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心控制部件，
其對(duì)各個(gè)輸入?yún)?shù)的分析判斷和對(duì)雙PWM變頻器5的控制決定了整個(gè) 發(fā)電系統(tǒng)的性能。本發(fā)明的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)即是對(duì)控制板4 內(nèi)的模塊結(jié)構(gòu)及控制流程進(jìn)行了改進(jìn)，以使控制板4能夠?qū)Πl(fā)電系統(tǒng)中 一些易偏離的電機(jī)參數(shù)實(shí)施閉環(huán)控制。
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的控制板功能模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是 本發(fā)明第一實(shí)施例的控制板控制原理框圖。如圖2、圖3所示，該控制 板內(nèi)包括轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、定子電壓檢測(cè)器、電網(wǎng)電壓檢測(cè)器、控制 參考值計(jì)算器、電壓幅值補(bǔ)償器、轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器、PWM發(fā)生器。
該轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器與碼盤7相連，用以將碼盤7輸入的轉(zhuǎn)子位置增 量A《和控制板初始記錄的轉(zhuǎn)子位置角初始值《。相加得到轉(zhuǎn)子位置角
的測(cè)量值er。
該定子電壓檢測(cè)器與發(fā)電機(jī)2的定子相連，用以將檢測(cè)到的的定子 三相交流電壓w^ 、 "A經(jīng)過(guò)3/2變換(三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為兩相靜止 坐標(biāo)系)得到兩相靜止坐標(biāo)系下的定子電壓"^、 "^，再經(jīng)過(guò)電壓計(jì)算 得到定子相電壓幅值"，和定子磁鏈?zhǔn)噶课恢媒恰?br> 該電網(wǎng)電壓檢測(cè)器與電網(wǎng)相連，用以將電網(wǎng)輸入的電網(wǎng)三相交流電 壓""。、經(jīng)過(guò)3/2變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電網(wǎng)電壓"船、 再經(jīng)過(guò)電壓計(jì)算得到電網(wǎng)電壓相電壓幅值" 和電網(wǎng)電壓矢量位置角 《。
該控制參考值計(jì)算器與該電網(wǎng)電壓檢測(cè)器相連。該控制參考值計(jì)算 器將電網(wǎng)電壓檢測(cè)器輸入的電網(wǎng)電壓矢量位置角《減90°得到定子磁 鏈?zhǔn)噶课恢媒菂⒖贾礮f ;將電網(wǎng)電壓相電壓幅值" 與電網(wǎng)電壓矢量位 置角《進(jìn)行微分變換后得到的同步旋轉(zhuǎn)角速度""相除得到額定磁通 W ，再將額定磁通^"與控制板初始給定的電機(jī)互感參數(shù)^相除得到勵(lì) 磁電流參考值。。
該電壓幅值補(bǔ)償器的原理框圖如圖6所示。電壓幅值補(bǔ)償電路與定 子電壓檢測(cè)器、電網(wǎng)電壓檢測(cè)器相連，將電網(wǎng)電壓相電壓幅值^ 和定 子相電壓幅值"，進(jìn)行比較，并將它們的差值經(jīng)PI調(diào)制器得到一個(gè)勵(lì)磁
電流補(bǔ)償參考值/;^ 。
該轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、控制參考值計(jì)算 器相連。轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器將控制參考值計(jì)算器輸入的定子磁鏈?zhǔn)噶?br> 位置角參考值e;f與轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器輸入的轉(zhuǎn)子位置角的測(cè)量值y的差作為進(jìn)行Park變換(兩相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系)和反 Park變換(兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為兩相靜止坐標(biāo)系)的旋轉(zhuǎn)參考角。轉(zhuǎn) 子電流閉環(huán)控制器將轉(zhuǎn)子輸入的轉(zhuǎn)子三相交流電流L 、 U經(jīng)過(guò)3/2變 換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電流、、再經(jīng)過(guò)Park變換旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)系下的勵(lì)磁反饋電流^、轉(zhuǎn)矩反饋電流"。轉(zhuǎn)矩反饋電流"求反后經(jīng) PI調(diào)制器得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電壓q軸分量^w?？刂茀⒖贾涤?jì)算器 輸出的勵(lì)磁電流參考值,=經(jīng)勵(lì)磁電流補(bǔ)償參考值!=補(bǔ)償后輸入轉(zhuǎn)子電 流閉環(huán)控制器。轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器將其輸入值與勵(lì)磁反饋電流^進(jìn)行 比較，并將它們的差值經(jīng)PI調(diào)制器得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子電壓d軸分量 ^w。 ^w、 ^w經(jīng)反Park變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子電壓"w、 。
PWM發(fā)生器與轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器以及雙PWM變頻器5相連。 PWM發(fā)生器以雙PWM變頻器5輸入的直流母線電壓為變換參考值，將 轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器輸入的"M、 "^經(jīng)電壓空間矢量SVPWM調(diào)制，產(chǎn) 生對(duì)雙PWM變頻器5的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，使雙PWM變頻器5完成對(duì)轉(zhuǎn) 子實(shí)現(xiàn)交流勵(lì)磁。
上述模塊結(jié)構(gòu)的控制板4相較于現(xiàn)有變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中 的控制板主要設(shè)計(jì)核心在于增設(shè)了電壓幅值補(bǔ)償器。這是由于現(xiàn)有控制 板控制策略中無(wú)法對(duì)某些參數(shù)的偏差進(jìn)行校正而設(shè)計(jì)的。
現(xiàn)有控制策略中，是將勵(lì)磁電流參考值。設(shè)計(jì)為
當(dāng)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流仁=^;時(shí)，
根據(jù)現(xiàn)已熟知的并網(wǎng)前定子磁鏈定向旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙饋異步發(fā)電機(jī)
的基本方程<formula>formula see original document page 7</formula>
可以推得，定子相電壓幅值<formula>formula see original document page 8</formula>即實(shí)現(xiàn)了定子相電壓幅值與電網(wǎng)相電壓幅值的一致。
然而，我們不難看出式中用以計(jì)算《￡的電機(jī)互感參數(shù)、與用以 計(jì)算定子相電壓幅值R的電機(jī)互感參數(shù)^所指并不相同。前者是控制 板初始給定的固定參數(shù)，而后者是電機(jī)中實(shí)際存在的定子與轉(zhuǎn)子之間的 互感參數(shù)。兩者如果一致，則現(xiàn)有控制板調(diào)制產(chǎn)生的定子電壓幅值則是 準(zhǔn)確的。但是，如果由于初始測(cè)量誤差或是由于長(zhǎng)期使用造成參數(shù)改變， 則現(xiàn)有的控制板無(wú)法對(duì)這一參數(shù)偏差所造成的影響進(jìn)行校正。
而，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的電壓幅值補(bǔ)償器通過(guò)對(duì)電網(wǎng)電壓相電壓幅值 ^"與定子相電壓幅值"，之間的差進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)定子相電壓幅值小 于電網(wǎng)相電壓幅值""時(shí)，差值經(jīng)PI調(diào)解器，產(chǎn)生一個(gè)正的勵(lì)磁電流補(bǔ) 償參考值^，增加轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流設(shè)定^的幅值，使得定子電壓增加； 當(dāng)定子相電壓幅值U、大于電網(wǎng)相電壓幅值""時(shí)，則產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的勵(lì)磁 電流補(bǔ)償參考值d，減小轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流設(shè)定^的幅值，使得定子電壓 減小。從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電機(jī)互感參數(shù)^誤差的糾正。
圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例的控制板功能模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是
本發(fā)明第二實(shí)施例的控制板控制原理框圖。本實(shí)施例是在前述第一實(shí)施 例的基礎(chǔ)上，在控制板4中進(jìn)一步增設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器。本實(shí)施 例中與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)在此就不再重復(fù)敘述，僅對(duì)所增設(shè)的轉(zhuǎn)子 位置角補(bǔ)償器進(jìn)行說(shuō)明。
圖7是轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器的原理框圖。如圖4、圖5、圖7所示，該 轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、定子電壓檢測(cè)器、轉(zhuǎn)子電 流閉環(huán)控制器相連。轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器將轉(zhuǎn)子輸入的轉(zhuǎn)子三相交流電流 L、"經(jīng)過(guò)3/2變換得到兩相靜止筆,示考6/電流"、'W，再經(jīng)過(guò)Park變 換旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)距電流參考值^ ?！肚蠓春蠼?jīng)PI調(diào)制器得到轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)角速度參考值",。"，經(jīng)積，變換后得到轉(zhuǎn)子位置角增|:參考值 A《《，加上轉(zhuǎn)子位置角的測(cè)量值1^，得到轉(zhuǎn)子位置角參考值《e7。由定 子電壓檢測(cè)器輸入的定子磁鏈?zhǔn)噶课恢媒?amp;與《《的差作為前述PI調(diào)制
器的旋轉(zhuǎn)變換角。而所得到的轉(zhuǎn)子位置角參考值^輸入轉(zhuǎn)子電流閉環(huán) 控制器，用以替換第一實(shí)施例中輸入轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器的轉(zhuǎn)子位置角
的測(cè)量值^。
與前述電機(jī)互感參數(shù)；存在偏差類似，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)定子電壓的 相位控制有賴于，轉(zhuǎn)子位置角初始值《。的準(zhǔn)確性。如果轉(zhuǎn)子位置角初始 值&的給定值與實(shí)際值一致時(shí)，則按現(xiàn)有技術(shù)所控制的定子電壓的相位 與電網(wǎng)相匹配。但是，隨著長(zhǎng)期使用造成參數(shù)改變或是該參數(shù)的初始給 定值即已存在誤差，則現(xiàn)有的控制板無(wú)法對(duì)這一參數(shù)偏差所造成的影響 進(jìn)行校正。
本實(shí)施例即根據(jù)這一實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器，對(duì)轉(zhuǎn)子位 置角初w始值《。所存在的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，并以補(bǔ)償后得到的轉(zhuǎn)子位置角參
考值《e替換第一實(shí)施例中輸入轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器的轉(zhuǎn)子位置角的測(cè) 量值^。
另外，由于發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)沖擊電流比較大，現(xiàn)有由單個(gè)斷路器或 單個(gè)接觸器構(gòu)成的定子并網(wǎng)裝置，會(huì)對(duì)電網(wǎng)及發(fā)電機(jī)組本身造成損壞。 因此，本發(fā)明對(duì)定子并網(wǎng)裝置1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。如圖1所示，定子
并網(wǎng)裝置1是由一個(gè)斷路器K1和一個(gè)接觸器Ql串聯(lián)構(gòu)成。正常運(yùn)行時(shí)， 斷路器Kl保持閉合，定子并網(wǎng)裝置1接收來(lái)自控制板4發(fā)出的并網(wǎng)或 者解列信號(hào)，通過(guò)其中的接觸器Ql實(shí)現(xiàn)正常并網(wǎng)或解列。如果雙饋發(fā) 電機(jī)組或者電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障，需要強(qiáng)制發(fā)電機(jī)脫離電網(wǎng)時(shí)，定子并網(wǎng) 裝置1就通過(guò)斷開(kāi)斷路器Kl來(lái)實(shí)現(xiàn)解列。這種采取斷路器Kl與接觸器 Ql串聯(lián)的定子并網(wǎng)裝置，既能彌補(bǔ)常規(guī)設(shè)計(jì)中只用接觸器帶來(lái)的滅弧能 力不足的問(wèn)題，又能彌補(bǔ)斷路器使用壽命過(guò)短的問(wèn)題，在很大程度上提 高了并網(wǎng)的可靠性，減少了并網(wǎng)設(shè)備的維護(hù)成本。
權(quán)利要求1.一種變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括定子并網(wǎng)裝置、發(fā)電機(jī)、控制板、雙PWM變頻器、碼盤；所述發(fā)電機(jī)的定子通過(guò)所述定子并網(wǎng)裝置與電網(wǎng)相連；所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)雙PWM變頻器與電網(wǎng)相連；所述控制板與電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)、雙PWM變頻器、定子并網(wǎng)裝置相連；所述控制板還通過(guò)所述碼盤與轉(zhuǎn)子相連；所述定子并網(wǎng)裝置由斷路器和接觸器串聯(lián)構(gòu)成。
2、 如權(quán)利要求1所述的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述控制板內(nèi)包括轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、定子電壓檢測(cè)器、電網(wǎng)電壓檢測(cè)器、 控制參考值計(jì)算器、電壓幅值補(bǔ)償器、轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器、PWM調(diào) 制器；所述轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器與所述碼盤相連；所述定子電壓檢測(cè)器與發(fā)電 機(jī)的定子相連；所述電網(wǎng)電壓檢測(cè)器與電網(wǎng)相連；所述控制參考值計(jì)算 器與該電網(wǎng)電壓檢測(cè)器相連；所述電壓幅值補(bǔ)償器與該定子電壓檢測(cè)器、電網(wǎng)電壓檢測(cè)器相連； 所述控制參考值計(jì)算器的輸出信號(hào)經(jīng)電壓幅值補(bǔ)償器補(bǔ)償后輸入所述轉(zhuǎn) 子電流閉環(huán)控制器；所述轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器與所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、 控制參考值計(jì)算器相連；所述PWM調(diào)制器與轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器以及所述雙PWM變頻器 相連。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在 于所述控制板內(nèi)還包括轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器；所述轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償器與所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、定 子電壓檢測(cè)器相連；所述轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)子位置角補(bǔ)償 器補(bǔ)償后輸入所述轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)控制器。
4、 如權(quán)利要求1所述的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在所述雙PWM變頻器與電網(wǎng)之間串接有網(wǎng)側(cè)斷路器；在所述雙PWM變頻器與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間串接有機(jī)側(cè)斷路器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括定子并網(wǎng)裝置、發(fā)電機(jī)、控制板、雙PWM變頻器、碼盤；所述發(fā)電機(jī)的定子通過(guò)所述定子并網(wǎng)裝置與電網(wǎng)相連；所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)雙PWM變頻器與電網(wǎng)相連；所述控制板與電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)、雙PWM變頻器、定子并網(wǎng)裝置相連；所述控制板還通過(guò)所述碼盤與轉(zhuǎn)子相連；所述定子并網(wǎng)裝置由斷路器和接觸器串聯(lián)構(gòu)成。該系統(tǒng)通過(guò)由斷路器和接觸器串聯(lián)構(gòu)成定子并網(wǎng)裝置在很大程度上提高了發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的可靠性，同時(shí)還減少了并網(wǎng)設(shè)備的維護(hù)成本。
文檔編號(hào)H02J3/42GK201197080SQ20082008030
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者苑國(guó)鋒, 鄭艷文, 龔細(xì)秀 申請(qǐng)人:北京清能華福風(fēng)電技術(shù)有限公司