專利名稱：高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機的并網(wǎng)輸出控制系統(tǒng)，特別是一種能夠充分利用風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電的高效智能并網(wǎng)的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機大多通過風(fēng)力帶動風(fēng)翅旋轉(zhuǎn)，風(fēng)翅旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁感線的運動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流，風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電之后可以進行各種應(yīng)用，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)是風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展的重大趨勢，但是由于風(fēng)能是不確定因素，風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速高低不穩(wěn)，這樣，產(chǎn)生的電壓也高低不穩(wěn)，風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電電壓較低時，常常由于達不到逆變裝置的工作電壓，而不能夠并網(wǎng)，因此，風(fēng)速較低產(chǎn)生低電壓時不能并網(wǎng)，風(fēng)能利用率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)力發(fā)電機在不同轉(zhuǎn)速下都能夠輸出相同電壓并能夠直接并網(wǎng)的并網(wǎng)系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，位于風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電機三相繞組和電網(wǎng)之間，包括穩(wěn)壓整流系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng)，所述的穩(wěn)壓整流系統(tǒng)包括至少一組調(diào)壓模塊以及整流模塊，其中，每組調(diào)壓模塊的輸出端與整流模塊的輸入端相接，每組調(diào)壓模塊的輸入端均與三相繞組的輸出線相接，每組整流模塊的輸出端串聯(lián)后形成直流輸出端與并網(wǎng)逆變系統(tǒng)相接；并網(wǎng)逆變系統(tǒng)逆變后與電網(wǎng)相接，所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)設(shè)置有逆變模塊，逆變模塊通過逆變控制模塊與PLC控制系統(tǒng)相接；所述的風(fēng)力發(fā)電機三相繞組的輸出端設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的交流電壓變送器AVI、交流卸荷控制器、電容模塊以及無觸點開關(guān)SUR1，所述的直流輸出端與并網(wǎng)逆變系統(tǒng)之間設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的直流電壓變送器DV1、直流電流變送器DAl以及直流卸荷控制器，所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)與電網(wǎng)之間設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的交流電壓變送器AV2、交流電流變送器AAl以及無觸點開關(guān)SUR2 ；所述的風(fēng)力發(fā)電機繞組設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的轉(zhuǎn)速傳感器。優(yōu)選的是所述的交流卸荷控制器與直流卸荷控制器分別接有卸荷電阻Rl、R2。優(yōu)選的是所述的整流模塊的輸出端接有電阻R3、R4、R5、R6以及電容Cl。優(yōu)選的是所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的輸入端設(shè)置有濾波電容C2。優(yōu)選的是所述的逆變模塊的輸入端設(shè)置有導(dǎo)通二極管Dl、D2、儲能電容C3以及限流電感Li、L2，逆變模塊的輸出端設(shè)置有平滑波形的電抗LH1、LH2、LH3以及隔離變壓器 T。優(yōu)選的是所述的直流輸出端設(shè)置有空氣斷路器HKl。優(yōu)選的是所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)與電網(wǎng)之間設(shè)置有空氣斷路器HK2。本發(fā)明的有益效果為本專利采用智能并網(wǎng)技術(shù)，利用PLC控制系統(tǒng)對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控，達到風(fēng)力發(fā)電機低轉(zhuǎn)速發(fā)電并網(wǎng)的目的，實現(xiàn)了低電壓穿越技術(shù)，高效率輸出， 備有電能質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，故障率低，成本低，是目前風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)的最佳方案。本系統(tǒng)能夠根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)速大小通過PLC自動調(diào)整各級調(diào)壓整流模塊、電容模塊、SURU SUR2以及卸荷控制器，使發(fā)電機在不同轉(zhuǎn)速下都能輸出電壓相同，功率不同的電能，提高了發(fā)電效率。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式一種高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，位于風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電機三相繞組和電網(wǎng)之間，包括穩(wěn)壓整流系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng)，所述的風(fēng)力發(fā)電機繞組設(shè)置有與 PLC控制系統(tǒng)相接的轉(zhuǎn)速傳感器。轉(zhuǎn)速傳感器采集發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號，傳遞給PLC，PLC控制電容模塊動作，使①風(fēng)力發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速，功率因數(shù)較低時，調(diào)節(jié)功率因數(shù)，使風(fēng)力發(fā)電機功率因數(shù)提高；②風(fēng)力發(fā)電機超速時，電容模塊能給風(fēng)力發(fā)電機內(nèi)的繞組磁場產(chǎn)生一個反向電動勢，使風(fēng)力發(fā)電機定子繞組的磁極增加反向磁場，使轉(zhuǎn)子和定子磁場中形成吸合磁場，再配合交流卸荷控制器進行卸荷分流，使風(fēng)力發(fā)電機快速降速。所述的風(fēng)力發(fā)電機三相繞組的輸出端設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的交流電壓變送器AVl、交流卸荷控制器、電容模塊以及無觸點開關(guān)SURl，交流卸荷控制器接有卸荷電阻 Rl ；所述的穩(wěn)壓整流系統(tǒng)包括四組調(diào)壓模塊以及整流模塊，其中，每組調(diào)壓模塊的輸出端與整流模塊的輸入端相接，每組調(diào)壓模塊的輸入端均與三相繞組的輸出線相接，每組整流模塊的輸出端串聯(lián)后形成直流輸出端與并網(wǎng)逆變系統(tǒng)相接，所述的整流模塊的輸出端接有電阻R3、R4、R5、R6以及電容Cl ；所述的直流輸出端與并網(wǎng)逆變系統(tǒng)之間設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的直流電壓變送器DV1、直流電流變送器DAl以及直流卸荷控制器，直流卸荷控制器接有卸荷電阻R2， 所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的輸入端設(shè)置有濾波電容C2，并網(wǎng)逆變系統(tǒng)逆變后與電網(wǎng)相接，所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)設(shè)置有逆變模塊，逆變模塊通過逆變控制模塊與PLC控制系統(tǒng)相接；所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)與電網(wǎng)之間設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的交流電壓變送器AV2、交流電流變送器AAl以及無觸點開關(guān)SUR2。所述的逆變模塊的輸入端設(shè)置有導(dǎo)通二極管Dl、D2、儲能電容C3以及限流電感 Li、L2，逆變模塊的輸出端設(shè)置有平滑波形的電抗LH1、LH2、LH3以及隔離變壓器T。所述的直流輸出端設(shè)置有空氣斷路器HK1。所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)與電網(wǎng)之間設(shè)置有空氣斷路器HK2。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電時，交流電壓變送器AVl采集電壓，輸出信號到PLC，控制無觸點開關(guān)SUR2接通，使逆變器與電網(wǎng)接通，延時180s后，控制無觸點開關(guān)SURl接通，I、 II、III、IV級調(diào)壓模塊根據(jù)PLC控制系統(tǒng)輸出的控制信號工作、整流模塊開始工作，PLC根據(jù)交流電壓變送器AVI、AV2、直流電流變送器DAl、直流電壓變送器DVl、交流電流變送器 AAl發(fā)送的信號，分別控制I、II、III、IV級調(diào)壓模塊、整流模塊的工作狀態(tài)，當(dāng)電壓突然過
4高時，自動接通交、直流卸荷控制器以及電容模塊，進行快速卸荷分流，從而使風(fēng)力發(fā)電機電壓得到穩(wěn)定輸出，直流部分經(jīng)過電容C2濾波后進入逆變模塊，輸出三相交流電，通過PLC 采集電網(wǎng)信號并通過逆變控制模塊控制逆變模塊的工作狀態(tài)，通過電抗器LH1、LH2、LH3和隔離變壓器T輸出與電網(wǎng)同電壓，同相序，同頻率的正弦波三相交流電；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的電壓低于設(shè)定的啟動電壓時，PLC控制SUR2斷開，使逆變器自動離開電網(wǎng)，實現(xiàn)休眠功能，從而會保護逆變器的自我損耗。 無論風(fēng)力發(fā)電機輸出的電壓為多少，PLC控制系統(tǒng)均能夠控制穩(wěn)壓整流系統(tǒng)的直流輸出端輸出560V-680V的逆變器工作電壓，通過逆變后輸出與電網(wǎng)同步的電壓。
權(quán)利要求
1.一種高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，位于風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電機三相繞組和電網(wǎng)之間， 包括穩(wěn)壓整流系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng)，其特征在于所述的穩(wěn)壓整流系統(tǒng)包括至少一組調(diào)壓模塊以及整流模塊，其中，每組調(diào)壓模塊的輸出端與整流模塊的輸入端相接，每組調(diào)壓模塊的輸入端均與三相繞組的輸出線相接，每組整流模塊的輸出端串聯(lián)后形成直流輸出端與并網(wǎng)逆變系統(tǒng)相接；并網(wǎng)逆變系統(tǒng)逆變后與電網(wǎng)相接，所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)設(shè)置有逆變模塊，逆變模塊通過逆變控制模塊與PLC控制系統(tǒng)相接；所述的風(fēng)力發(fā)電機三相繞組的輸出端設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的交流電壓變送器AV1、交流卸荷控制器、電容模塊以及無觸點開關(guān)SUR1，所述的直流輸出端與并網(wǎng)逆變系統(tǒng)之間設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的直流電壓變送器DV1、直流電流變送器DAl以及直流卸荷控制器，所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)與電網(wǎng)之間設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的交流電壓變送器AV2、交流電流變送器AAl以及無觸點開關(guān)SUR2 ；所述的風(fēng)力發(fā)電機繞組設(shè)置有與PLC控制系統(tǒng)相接的轉(zhuǎn)速傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述的交流卸荷控制器與直流卸荷控制器分別接有卸荷電阻Rl、R2。
3.如權(quán)利要求1所述的高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述的整流模塊的輸出端接有電阻R3、R4、R5、R6以及電容Cl。
4.如權(quán)利要求1所述的高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的輸入端設(shè)置有濾波電容C2。
5.如權(quán)利要求1所述的高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述的逆變模塊的輸入端設(shè)置有導(dǎo)通二極管D1、D2、儲能電容C3以及限流電感L1、L2，逆變模塊的輸出端設(shè)置有平滑波形的電抗LH1、LH2、LH3以及隔離變壓器T。
6.如權(quán)利要求1所述的高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述的直流輸出端設(shè)置有空氣斷路器HKl。
7.如權(quán)利要求1所述的高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)與電網(wǎng)之間設(shè)置有空氣斷路器HK2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效智能風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)，位于風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電機三相繞組和電網(wǎng)之間，包括穩(wěn)壓整流系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng)，本發(fā)明采用智能并網(wǎng)技術(shù)，利用PLC控制系統(tǒng)對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控，達到風(fēng)力發(fā)電機低轉(zhuǎn)速發(fā)電并網(wǎng)的目的，實現(xiàn)了低電壓穿越技術(shù)，高效率輸出，備有電能質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，故障率低，成本低，是目前風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)的最佳方案。本系統(tǒng)能夠根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)速大小通過PLC自動調(diào)整各級調(diào)壓整流模塊、電容模塊、SUR1、SUR2以及卸荷控制器，使發(fā)電機在不同轉(zhuǎn)速下都能輸出電壓相同，功率不同的電能，提高了發(fā)電效率。
文檔編號H02J3/38GK102270851SQ201110199919
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者姜春輝 申請人:青島敏深風(fēng)電科技有限公司