專利名稱：一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其控制方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電最大的問(wèn)題就是與電網(wǎng)的連接不穩(wěn)定，使得電網(wǎng)對(duì)它的接納能力受到很大的限制，重點(diǎn)表現(xiàn)在低電壓穿越、電能質(zhì)量、風(fēng)力發(fā)電的可靠性、風(fēng)功率預(yù)測(cè)和有功及無(wú)功功率的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)5個(gè)方面。針對(duì)低電壓穿越這種情況，目前比較有效的技術(shù)措施主要有以下兩種
一種是采用同步發(fā)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)加全功率變流并網(wǎng)，另一種方式是在同步發(fā)電機(jī)前加一個(gè)無(wú)級(jí)調(diào)速裝置，使同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持恒定，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的同步發(fā)電機(jī)能像水輪發(fā)電機(jī)一樣直接并網(wǎng)發(fā)電。
上述技術(shù)方案中采用全功率變流并網(wǎng)會(huì)極大地增大風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造成本，同時(shí)其可靠性也受到影響、并且僅能應(yīng)對(duì)短時(shí)間內(nèi)的電壓跌落。而增加無(wú)級(jí)調(diào)速裝置的方法會(huì)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，并降低機(jī)組的效率和可靠性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其控制方法，使用較低的成本提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)連接的穩(wěn)定性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括風(fēng)輪、與風(fēng)輪連接的傳動(dòng)裝置、由傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的永磁同步電機(jī)、電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)，所述的永磁同步電機(jī)總的額定功率占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率的1/3，所述的電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的額定功率占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率的2/3，所述的永磁同步電機(jī)電連接有控制永磁同步電機(jī)工作狀態(tài)的變流器。
所述的變流器的控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速及永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制永磁同步電機(jī)分別作為發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)使用，所述的永磁同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)所述的變流器可調(diào)節(jié)永磁同步電機(jī)的功率因數(shù)。
所述的傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)為所述的傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)軸、增速箱，傳動(dòng)軸兩端分別連接風(fēng)輪及增速箱，所述的增速箱的后端設(shè)有后動(dòng)力輸出軸，所述的增速箱的后動(dòng)力輸出軸與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接，所述的永磁同步電機(jī)與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)同軸連接。
所述的傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)為所述的傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)軸、增速箱，傳動(dòng)軸兩端分別連接風(fēng)輪及增速箱，所述的增速箱的前端設(shè)有一個(gè)以上的前動(dòng)力輸出軸，所述的增速箱的后端設(shè)有后動(dòng)力輸出軸，一個(gè)以上的前動(dòng)力輸出軸分別與一個(gè)以上的永磁同步電機(jī)連接， 所述的后動(dòng)力輸出軸與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接。
所述的永磁同步電機(jī)的數(shù)量為3-4臺(tái)，所述的前動(dòng)力輸出軸的數(shù)量與永磁同步電機(jī)的數(shù)量相同。
所述的電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接有調(diào)整電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)輸出有功功率分量或無(wú)功功率分量的勵(lì)磁控制裝置。
一種控制所述的電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，具體為
(1)當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切入風(fēng)速后，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用，永磁同步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，永磁同步電機(jī)通過(guò)變流器向外界電網(wǎng)輸送電能，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)的有功功率輸出分量并逐步增大永磁同步電機(jī)的有功功率輸出分量，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)。
(2)永磁同步電機(jī)達(dá)到額定功率發(fā)電后，此時(shí)，永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速也達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)接通，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率逐步增大的同時(shí)永磁同步電機(jī)的有功功率輸出逐漸減小直至完全停止，永磁同步電機(jī)的有功功率輸出停止時(shí)變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)使用，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)輸出無(wú)功功率，永磁同步電機(jī)按額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
(3)當(dāng)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)達(dá)到額定功率發(fā)電后，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)再次作為發(fā)電機(jī)使用，永磁同步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，永磁同步電機(jī)通過(guò)變流器向外界電網(wǎng)輸送電能，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)與永磁同步電機(jī)同時(shí)向外界電網(wǎng)發(fā)電所述的電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接有勵(lì)磁控制裝置，所述的勵(lì)磁控制裝置對(duì)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式為過(guò)勵(lì)磁或正常勵(lì)磁或欠勵(lì)磁，在外界電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，勵(lì)磁控制裝置根據(jù)外部電力調(diào)度的要求選擇不同的勵(lì)磁方式調(diào)整電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)輸出有功功率分量或無(wú)功功率分量。
當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切出風(fēng)速后，永磁同步電機(jī)和電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)均停止運(yùn)行。
所述的電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接有勵(lì)磁控制裝置，所述的勵(lì)磁控制裝置對(duì)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式為過(guò)勵(lì)磁或正常勵(lì)磁或欠勵(lì)磁，在外界電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，勵(lì)磁控制裝置根據(jù)外部電力調(diào)度的要求選擇不同的勵(lì)磁方式調(diào)整電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)輸出有功功率分量或無(wú)功功率分量。
步驟O)中，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)輸出無(wú)功功率，永磁同步電機(jī)按額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行之后，如果永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于永磁同步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的有功功率使永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速回歸額定轉(zhuǎn)速；如果永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于永磁同步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的無(wú)功功率使永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速回歸額定轉(zhuǎn)速，從而保證永磁同步電機(jī)以及電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切出風(fēng)速后，永磁同步電機(jī)和電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)均停止運(yùn)行。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明僅需使用相當(dāng)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1/3功率的變流器即可實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的穩(wěn)定連接，成本較低。變流器的控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速的變化在不同的轉(zhuǎn)速內(nèi)控制永磁同步電機(jī)分別作為發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)使用。本發(fā)明使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)的友好性有了進(jìn)一步地提高，勵(lì)磁控制裝置根據(jù)外部電力調(diào)度的要求選擇不同的勵(lì)磁方式調(diào)整電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)輸出有功功率分量或無(wú)功功率分量，同時(shí)，變流器控制永磁同步電機(jī)輸出相應(yīng)的有功功率或無(wú)功功率分量，從而對(duì)電網(wǎng)提供支持，這種形式的支持優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或者雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明中傳動(dòng)裝置的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明中傳動(dòng)裝置的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意其中1.傳動(dòng)軸，2.增速箱，3.永磁同步電機(jī)，4.電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括風(fēng)輪、與風(fēng)輪連接的傳動(dòng)裝置、由傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的永磁同步電機(jī)3、電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4，如圖1所示，傳動(dòng)裝置的實(shí)施例一傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)軸1、增速箱2，傳動(dòng)軸1兩端分別連接風(fēng)輪及增速箱2，增速箱2的后端設(shè)有后動(dòng)力輸出軸，增速箱2的后動(dòng)力輸出軸與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4連接，永磁同步電機(jī)3與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4同軸連接。
如圖2所示，傳動(dòng)裝置的實(shí)施例二 傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)軸1、增速箱2，傳動(dòng)軸1兩端分別連接風(fēng)輪及增速箱2，與實(shí)施例一的區(qū)別在于增速箱2的前端設(shè)有3個(gè)的前動(dòng)力輸出軸，增速箱2的后端設(shè)有后動(dòng)力輸出軸，3個(gè)前動(dòng)力輸出軸分別與3個(gè)永磁同步電機(jī)3連接，后動(dòng)力輸出軸與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4連接。
傳動(dòng)裝置無(wú)論采用實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)還是實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的風(fēng)輪安裝有測(cè)速機(jī)構(gòu)，永磁同步電機(jī)3與變流器電連接，傳動(dòng)軸1尾部安裝有測(cè)速盤及變漿裝置。永磁同步電機(jī)3總的額定功率占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率的1/3，由直流電勵(lì)磁的電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4的額定功率占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率的2/3，永磁同步電機(jī)3電連接有控制永磁同步電機(jī)工作狀態(tài)的變流器。變流器的控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速及永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制永磁同步電機(jī)分別作為發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)使用，永磁同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)所述的變流器可調(diào)節(jié)永磁同步電機(jī)的功率因數(shù)。
變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)3輸出有功功率的分量或輸出無(wú)功功率的分量。電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4連接有調(diào)整電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4輸出有功功率分量或無(wú)功功率分量的勵(lì)磁控制裝置。
一種控制電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，具體為(1)當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切入風(fēng)速后，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)3作為發(fā)電機(jī)使用，永磁同步電機(jī)3進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，永磁同步電機(jī)3通過(guò)變流器向外界電網(wǎng)輸送電能，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)3的有功功率輸出分量并逐步增大永磁同步電機(jī)3的有功功率輸出分量，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4處于空載運(yùn)行狀態(tài)；
(2)永磁同步電機(jī)3達(dá)到額定功率發(fā)電后，此時(shí)，永磁同步電機(jī)3的轉(zhuǎn)速也達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4與電網(wǎng)接通，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4的發(fā)電功率逐步增大的同時(shí)永磁同步電機(jī)3的有功功率輸出逐漸減小直至完全停止，永磁同步電機(jī)3的有功功率輸出停止時(shí)變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)3作為電動(dòng)機(jī)使用，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)3輸出無(wú)功功率，永磁同步電機(jī)3按額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行；
如果永磁同步電機(jī)3的轉(zhuǎn)速大于永磁同步電機(jī)3的額定轉(zhuǎn)速，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)3發(fā)出相應(yīng)的有功功率使永磁同步電機(jī)3的轉(zhuǎn)速回歸額定轉(zhuǎn)速；
如果永磁同步電機(jī)3的轉(zhuǎn)速小于永磁同步電機(jī)3的額定轉(zhuǎn)速，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)3發(fā)出相應(yīng)的無(wú)功功率使永磁同步電機(jī)3的轉(zhuǎn)速回歸額定轉(zhuǎn)速，從而保證永磁同步電機(jī)3以及電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
(3)當(dāng)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4達(dá)到額定功率發(fā)電后，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)3再次作為發(fā)電機(jī)使用，永磁同步電機(jī)3進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，永磁同步電機(jī)3通過(guò)變流器向外界電網(wǎng)輸送電能，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4與永磁同步電機(jī)3同時(shí)向外界電網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的支持。
若永磁同步電機(jī)3作為電動(dòng)機(jī)達(dá)到最大功率后仍不能維持額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，則電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4退出發(fā)電狀態(tài)，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)3作為發(fā)電機(jī)使用。當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切出風(fēng)速后，永磁同步電機(jī)3和電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4均停止運(yùn)行。
勵(lì)磁控制裝置對(duì)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4的勵(lì)磁方式為過(guò)勵(lì)磁或正常勵(lì)磁或欠勵(lì)磁， 在外界電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，勵(lì)磁控制裝置根據(jù)外部電力調(diào)度的要求選擇不同的勵(lì)磁方式調(diào)整電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4輸出有功功率分量或無(wú)功功率分量。同時(shí)，變流器的控制系統(tǒng)也可以控制永磁同步電機(jī)3輸出相應(yīng)的無(wú)功功率分量，對(duì)外界電網(wǎng)提供有效的支持。
本發(fā)明僅需使用相當(dāng)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1/3功率的變流器，實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)3的有功功率及無(wú)功功率的輸出，并對(duì)外界電網(wǎng)提供有效支持，實(shí)現(xiàn)低電壓穿越功能，成本較低。永磁同步電機(jī)3與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)4的轉(zhuǎn)速均能保持穩(wěn)定，無(wú)需經(jīng)過(guò)大功率的變流器，提高了外界電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括風(fēng)輪、與風(fēng)輪連接的傳動(dòng)裝置、由傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的永磁同步電機(jī)、電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的永磁同步電機(jī)總的額定功率占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率的1/3，所述的電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的額定功率占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率的2/3，所述的永磁同步電機(jī)電連接有控制永磁同步電機(jī)工作狀態(tài)的變流器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述的變流器的控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速及永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制永磁同步電機(jī)分別作為發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)使用，所述的永磁同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)所述的變流器可調(diào)節(jié)永磁同步電機(jī)的功率因數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述的傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)為所述的傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)軸、增速箱，傳動(dòng)軸兩端分別連接風(fēng)輪及增速箱，所述的增速箱的后端設(shè)有后動(dòng)力輸出軸，所述的增速箱的后動(dòng)力輸出軸與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接，所述的永磁同步電機(jī)與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)同軸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述的傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)為所述的傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)軸、增速箱，傳動(dòng)軸兩端分別連接風(fēng)輪及增速箱，所述的增速箱的前端設(shè)有一個(gè)以上的前動(dòng)力輸出軸，所述的增速箱的后端設(shè)有后動(dòng)力輸出軸，一個(gè)以上的前動(dòng)力輸出軸分別與一個(gè)以上的永磁同步電機(jī)連接，所述的后動(dòng)力輸出軸與電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述的永磁同步電機(jī)的數(shù)量為3 4臺(tái)，所述的前動(dòng)力輸出軸的數(shù)量與永磁同步電機(jī)的數(shù)量相 同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述的電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接有調(diào)整電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)輸出有功功率分量或無(wú)功功率分量的勵(lì)磁控制直ο
7.—種控制權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，其特征在于具體為(1)當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切入風(fēng)速后，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用，永磁同步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，永磁同步電機(jī)通過(guò)變流器向外界電網(wǎng)輸送電能，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)的有功功率輸出分量并逐步增大永磁同步電機(jī)的有功功率輸出分量，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)；(2)永磁同步電機(jī)達(dá)到額定功率發(fā)電后，此時(shí)，永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速也達(dá)到額定轉(zhuǎn)速， 電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)接通，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率逐步增大的同時(shí)永磁同步電機(jī)的有功功率輸出逐漸減小直至完全停止，永磁同步電機(jī)的有功功率輸出停止時(shí)變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)使用，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)輸出無(wú)功功率，永磁同步電機(jī)按額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行；(3)當(dāng)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)達(dá)到額定功率發(fā)電后，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)再次作為發(fā)電機(jī)使用，永磁同步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，永磁同步電機(jī)通過(guò)變流器向外界電網(wǎng)輸送電能，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)與永磁同步電機(jī)同時(shí)向外界電網(wǎng)發(fā)電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于所述的電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接有勵(lì)磁控制裝置，所述的勵(lì)磁控制裝置對(duì)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式為過(guò)勵(lì)磁或正常勵(lì)磁或欠勵(lì)磁，在外界電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，勵(lì)磁控制裝置根據(jù)外部電力調(diào)度的要求選擇不同的勵(lì)磁方式調(diào)整電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)輸出有功功率分量或無(wú)功功率分量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于步驟(2)中，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)輸出無(wú)功功率，永磁同步電機(jī)按額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行之后，如果永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于永磁同步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的有功功率使永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速回歸額定轉(zhuǎn)速；如果永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于永磁同步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，變流器的控制系統(tǒng)控制永磁同步電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的無(wú)功功率使永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速回歸額定轉(zhuǎn)速，從而保證永磁同步電機(jī)以及電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切出風(fēng)速后，永磁同步電機(jī)和電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)均停止運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)友好型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括風(fēng)輪、與風(fēng)輪連接的傳動(dòng)裝置、由傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的永磁同步電機(jī)、電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)，永磁同步電機(jī)總的額定功率占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率的1/3，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的額定功率占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率的2/3，永磁同步電機(jī)電連接有控制永磁同步電機(jī)工作狀態(tài)的變流器，變流器的控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速及永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制永磁同步電機(jī)分別作為發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)使用，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)連接有調(diào)整同步發(fā)電機(jī)輸出有功功率分量或無(wú)功功率分量的勵(lì)磁控制裝置。本發(fā)明僅需使用相當(dāng)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1/3功率的變流器即可實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的穩(wěn)定連接，成本較低。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102510082SQ20111033081
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者余曉明, 吳涵延, 周英華, 章瑋, 黃曉惠 申請(qǐng)人:新譽(yù)集團(tuán)有限公司, 江蘇新譽(yù)重工科技有限公司