風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型關(guān)于一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，尤指一種控制簡(jiǎn)單，且可減少生產(chǎn)成本的風(fēng) 力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，能源危機(jī)日益嚴(yán)重，導(dǎo)致新能源（如風(fēng)能、太陽(yáng)能等）技術(shù)發(fā)展日益受到研 發(fā)人員的關(guān)注和重視。與此同時(shí)，在再生能源的發(fā)電系統(tǒng)中，電機(jī)輸出的交流電往往與交流 電網(wǎng)的頻率和幅值不一致，此時(shí)，通常需要借助于變換電路，W將電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為 與交流電網(wǎng)的頻率和相位一致的交流電，再經(jīng)由隔離變壓器而將交流電輸出至交流電網(wǎng)， 借此實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。
[000引W中壓風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為例，適用于中壓，例如1KV~10KV的傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 主要包括下列幾種變換器的電路架構(gòu)，第一種為功率單元級(jí)聯(lián)式電路架構(gòu)，第二種為使用 例如1.7KV耐壓等級(jí)的功率器件串聯(lián)組成的多電平電平W上）電路架構(gòu)，第S種則為 直接采用高耐壓等級(jí)（例如3. 3KV、4. 5KV或服V等）的功率器件的多電平（兩電平W上） 電路架構(gòu)。
[0004] 然而第一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由于需由多個(gè)，例如六個(gè)W上的變換電路W級(jí)聯(lián)方式連 接，而因多個(gè)變換電路具有多個(gè)獨(dú)立的直流母線，故電連接于交流電網(wǎng)及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之 間的隔離變壓器的次級(jí)側(cè)便需具有多個(gè)次級(jí)繞組，例如六個(gè)W上，W與多個(gè)變換電路電連 接，如此一來(lái)，勢(shì)必使得使用第一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工廠或設(shè)備等的整體成本提高。至于第 二種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其雖然可使用耐壓等級(jí)相對(duì)較低的功率器件（開關(guān)元件）來(lái)構(gòu)成，但對(duì) 應(yīng)地也需使用較多的功率器件，借此形成=電平W上的電路架構(gòu)，如此一來(lái)，第二種風(fēng)力發(fā) 電系統(tǒng)不但具有功率器件的控制較為復(fù)雜的問(wèn)題，也因使用較多的功率器件而具有較高的 生產(chǎn)成本。至于第=種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)雖然可為兩電平電路架構(gòu)并可使用相對(duì)較少的功率器 件，然而第=種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)卻需使用耐壓等級(jí)較高的功率器件，而耐壓等級(jí)較高的功率 器件價(jià)格比較昂貴，如此一來(lái)，造成第=種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本提高。
[0005] 因此，如何發(fā)展一種可改善上述熟知技術(shù)缺陷的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)為相關(guān)技術(shù)領(lǐng) 域人員目前所迫切需要解決的問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其不但具有多個(gè)第一變換電路， 還具有第二變換電路，且第二變換電路的多個(gè)第二機(jī)側(cè)端口中的任一第二機(jī)側(cè)端口與對(duì)應(yīng) 的第一變換電路的第一機(jī)側(cè)端口串聯(lián)電連接，而第二變換電路的第二網(wǎng)側(cè)端口與隔離變壓 器的多個(gè)次級(jí)繞組中對(duì)應(yīng)的次級(jí)繞組電連接，第二變換電路可選擇性地運(yùn)作來(lái)分擔(dān)多個(gè)第 一變換電路的電能轉(zhuǎn)換工作，通過(guò)此降低多個(gè)第一變換電路所承受的電壓應(yīng)力，W解決熟 知發(fā)電系統(tǒng)具有生產(chǎn)成本較高W及功率器件的控制較為復(fù)雜的缺陷。
[0007] 本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的第二變換 電路可依據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的=相繞組中的任一相繞組的相電壓及與其相連的第一變換電路 的第一機(jī)側(cè)端口所輸出的輸出電壓的最大值之間的比較結(jié)果而執(zhí)行擦棍模式運(yùn)作或非擦 棍模式運(yùn)作，W通過(guò)擦棍模式運(yùn)作減少風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電能損耗，并通過(guò)非擦棍模式運(yùn)作 使第二變換電路分擔(dān)多個(gè)第一變換電路的電能轉(zhuǎn)換工作。
[000引本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的多個(gè)第一 變換電路的多個(gè)第一機(jī)側(cè)變換器及第二變換電路的第二機(jī)側(cè)變換器可采用正弦脈波寬度 調(diào)制而進(jìn)行載波移相控制，進(jìn)而減少多個(gè)第一變換電路的第一機(jī)側(cè)端口及第二變換電路的 多個(gè)第二機(jī)側(cè)端口的瞬間電壓變化量及電流諧波。
[0009]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，是電連接于風(fēng)力發(fā)電機(jī)W及 隔離變壓器之間，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包含：多個(gè)第一變換電路，每一第一變換電路的第一機(jī)側(cè)端 口與風(fēng)力發(fā)電機(jī)電連接，每一第一變換電路的第一網(wǎng)側(cè)端口與隔離變壓器的多個(gè)次級(jí)繞組 中對(duì)應(yīng)的次級(jí)繞組電連接，每一第一變換電路進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換；W及第二變換電路，第二變換 電路的第二網(wǎng)側(cè)端口與多個(gè)次級(jí)繞組中對(duì)應(yīng)的次級(jí)繞組電連接，且第二變換電路還包含多 個(gè)第二機(jī)側(cè)端口，每一第二機(jī)側(cè)端口與對(duì)應(yīng)的第一變換電路的第一機(jī)側(cè)端口串聯(lián)連接，并 經(jīng)由第一變換電路與風(fēng)力發(fā)電機(jī)電連接，第二變換電路選擇性地運(yùn)作，并于運(yùn)作時(shí)進(jìn)行電 能轉(zhuǎn)換，W分擔(dān)多個(gè)第一變換電路的電能轉(zhuǎn)換工作。
[0010] 本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)除了具有多個(gè)第一變換電路外，還具有第二變換電 路，且第二變換電路的第二機(jī)側(cè)端口與每一第一變換電路的第一機(jī)側(cè)端口串聯(lián)電連接，而 第二變換電路的一第二網(wǎng)側(cè)端口與多個(gè)次級(jí)繞組中對(duì)應(yīng)的次級(jí)繞組電連接，由此不但可使 隔離變壓器的次級(jí)繞組的個(gè)數(shù)減少，且因第二變換電路可選擇性地運(yùn)作來(lái)分擔(dān)多個(gè)第一變 換電路的電能轉(zhuǎn)換工作，由此降低多個(gè)第一變換電路所承受的電壓應(yīng)力，故風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 可選用耐壓程度較低的功率器件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)中壓風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本實(shí)用新型第一較佳實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖2為本實(shí)用新型第二較佳實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖3為本實(shí)用新型第S較佳實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖4為本實(shí)用新型第四較佳實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖5為本實(shí)用新型第五較佳實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖6為圖1所示的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖7為圖6所示的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型示意圖。
[0018] 圖8為圖1所示的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在第一載波移相模式下進(jìn)行SPWM載波移相控制 時(shí)，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的A相電路的調(diào)制波形圖。
[0019] 圖9為圖1所示的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在第二載波移相模式下進(jìn)行SPWM載波移相控制 時(shí)，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的A相電路的調(diào)制波形圖。
[0020] 圖10為在第一載波移相模式下進(jìn)行SPWM載波移相控制時(shí)，為兩電平的電路架構(gòu) 的第一變換電路或第二變換電路的=相電流及電流頻譜分析的波形圖。
[0021] 圖11為在第一載波移相模式下沒有進(jìn)行SPWM載波移相控制時(shí)，為兩電平的電路 架構(gòu)的第一變換電路或第二變換電路的=相電流及電流頻譜分析的波形圖。
[0022] 圖12為在第二載波移相模式下進(jìn)行SPWM載波移相控制時(shí)，為兩電平的電路架構(gòu) 的第一變換電路或第二變換電路的=相電流及電流頻譜分析的波形圖。
[0023] 圖13為在第二載波移相模式下沒有進(jìn)行SPWM載波移相控制時(shí)，為兩電平的電路 架構(gòu)的第一變換電路或第二變換電路的=相電流及電流頻譜分析的波形圖。
[0024] 其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：
[002引 1 ;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
[0026] 10、20、50 ;第一變換電路
[0027] 100;第一機(jī)側(cè)端口
[002引 101;第一網(wǎng)側(cè)端口
[0029] 102、202 ;第一機(jī)側(cè)變換器
[0030] 103、203 ;第一網(wǎng)側(cè)變換器
[003U 104 ;第一直流母線儲(chǔ)存單元
[00對(duì) 105漸波電路
[0033] 11、21、31、41 ;第二變換電路
[0034] 110;第二機(jī)側(cè)端口
[0035] 111;第二網(wǎng)側(cè)端口
[0036] 112、212、312 ;第二機(jī)側(cè)變換器
[0037]113、213、313 ;第二網(wǎng)側(cè)變換器
[0038]114;第二直流母線儲(chǔ)存單元
[0039] 8 ;風(fēng)力發(fā)電機(jī)
[0040]80 ;電能傳輸端
[0041]T;隔離變壓器
[00創(chuàng)化：次級(jí)繞組[0043] Vdcl ;第一直流電壓
[0044] Vdc2 ;第二直流電壓
[0045]V_Fa、V_Fb、V_Fc ;相電壓
[0046]V_Ha、VJlb、V_Hc ;輸出電壓
[0047] V_conv_a、V_conv_b、V_conv_c ;輸出電壓
[0048] V_Gen_a、V_Gen_b、V_Gen_c ;相電壓
[0049] tril、tri2、tri3 ;載波
[0050] S_a ;調(diào)制波
[0051] ia、ib、ic相電流
[0化2] V油；線電壓
【具體實(shí)施方式】
[0化3] 體現(xiàn)本實(shí)用新型特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理 解的是本實(shí)用新型能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本實(shí)用新型的范圍， 且其中的說(shuō)明及圖示在本質(zhì)上僅