專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，屬于無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流控制器全部采用交-直-交的PWM變流器進(jìn)行勵(lì)磁控制，變流控制器采用兩組背靠背逆變器并聯(lián)結(jié)構(gòu)。該類(lèi)變流器存在以下缺點(diǎn)1)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，功率開(kāi)關(guān)管數(shù)量多，成本較高；2)缺少儲(chǔ)能裝置，啟動(dòng)前外界需要對(duì)直流電容進(jìn)行預(yù)充電，并網(wǎng)啟動(dòng)過(guò)程復(fù)雜，速度較慢；幻在無(wú)外部電源孤島運(yùn)行的情況下，采用交-直-交變流器的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)不能從電網(wǎng)獲取勵(lì)磁，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)，在孤島運(yùn)行或獨(dú)立負(fù)載運(yùn)行時(shí)靈活性不足，啟動(dòng)過(guò)程復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種高可靠性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器。本實(shí)用新型不僅節(jié)省空間、成本低、使用安全、操作方便，使用壽命長(zhǎng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，包括有儲(chǔ)能裝置、充放電控制裝置、直流母線電容、轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器、AD轉(zhuǎn)換模塊、 中央處理單元，其中中央處理單元的信號(hào)輸入端通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊與儲(chǔ)能裝置連接，中央處理單元的信號(hào)輸出端分別與轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器的信號(hào)輸入端連接及與充放電控制裝置的信號(hào)輸入端連接，充放電控制裝置的信號(hào)輸入端與儲(chǔ)能裝置相連，轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器與充放電控制裝置之間連接有直流母線電容，轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器與雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組相連。上述中央處理單元還連接有監(jiān)控觸摸屏。上述中央處理單元為可編程序處理器或單片機(jī)或DSP。上述中央處理單元采用485通信與監(jiān)控觸摸屏連接實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。上述中央處理單元通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。本實(shí)用新型的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器由于采用取消了原控制系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)變流器，增加了直流側(cè)儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。尤其在孤島遠(yuǎn)離主電網(wǎng)運(yùn)行(或獨(dú)立負(fù)載)狀態(tài)時(shí)，控制器并網(wǎng)運(yùn)行不需要外電網(wǎng)勵(lì)磁，啟動(dòng)速度快，提高了整體的效率。此外，當(dāng)系統(tǒng)工作在分布式多能源系統(tǒng)狀態(tài)下，可提高系統(tǒng)的魯棒性。系統(tǒng)不需要網(wǎng)側(cè)(負(fù)載側(cè))變流器，降低了成本。另外，本實(shí)用新型直流母線中含有儲(chǔ)能裝置和充放電控制裝置，啟動(dòng)無(wú)需外界對(duì)直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電，簡(jiǎn)化了啟動(dòng)過(guò)程，且本實(shí)用新型能實(shí)時(shí)檢測(cè)儲(chǔ)能裝置荷電狀態(tài)，當(dāng)荷電狀態(tài)較低時(shí)控制雙饋發(fā)電機(jī)工作于超同步轉(zhuǎn)速，對(duì)儲(chǔ)能裝置充電；當(dāng)荷電狀態(tài)過(guò)高時(shí)控制雙饋發(fā)電機(jī)工作于亞同步轉(zhuǎn)速，使儲(chǔ)能裝置放電；當(dāng)荷電狀態(tài)正常時(shí)，按最大風(fēng)能捕獲原則或負(fù)載需求控制雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速；此外，本實(shí)用新型帶獨(dú)立負(fù)載時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)，不需要外界干預(yù)，啟動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)單；本實(shí)用新型可編程處理器實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)人工值勤與無(wú)人值守穩(wěn)定運(yùn)行。本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器。

圖1為本實(shí)用新型的原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例本實(shí)用新型的原理圖如圖1所示，本實(shí)用新型的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，包括有儲(chǔ)能裝置1、充放電控制裝置2、直流母線電容3、轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器4、 AD轉(zhuǎn)換模塊5、中央處理單元7，其中中央處理單元7的信號(hào)輸入端通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊5與儲(chǔ)能裝置1連接，中央處理單元7的信號(hào)輸出端分別與轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器4的信號(hào)輸入端連接及與充放電控制裝置2的信號(hào)輸入端連接，充放電控制裝置2的信號(hào)輸入端與儲(chǔ)能裝置1 相連，轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器4與充放電控制裝置2之間連接有直流母線電容3，轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器4與雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)8的轉(zhuǎn)子繞組相連。上述中央處理單元7還連接有監(jiān)控觸摸屏6。上述中央處理單元7為可編程序處理器或單片機(jī)或DSP等有強(qiáng)大處理能力的處理
ο上述中央處理單元7采用485通信與監(jiān)控觸摸屏6連接實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。上述中央處理單元7通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。本實(shí)施例中，上述雙饋感應(yīng)電機(jī)8的定子繞組與三相電網(wǎng)或獨(dú)立負(fù)載相連。上述雙饋感應(yīng)電機(jī)8的轉(zhuǎn)子主軸與升速齒輪箱9的主動(dòng)件相連。上述升速齒輪箱 9的從動(dòng)件與風(fēng)力機(jī)10相連。本實(shí)用新型的工作原理如下開(kāi)始時(shí)，中央處理單元7啟動(dòng)初始化程序進(jìn)行初始化，系統(tǒng)處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)；工作后，本實(shí)用新型中的中央處理單元7通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊5 檢測(cè)儲(chǔ)能裝置1的電壓，判斷儲(chǔ)能裝置1當(dāng)前荷電狀態(tài)；當(dāng)儲(chǔ)能裝置1儲(chǔ)能較低時(shí)，無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器控制雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行于超同步轉(zhuǎn)速，雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)直流母線電容3、充放電控制裝置2向儲(chǔ)能裝置1充電；當(dāng)網(wǎng)側(cè)電能不足時(shí)，無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器控制雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)8運(yùn)行于亞同步轉(zhuǎn)速，儲(chǔ)能裝置1經(jīng)充放電控制裝置2、直流母線電容3將能量輸入雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)8的轉(zhuǎn)子繞組，經(jīng)雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)8的定子輸送至電網(wǎng)或負(fù)載；當(dāng)儲(chǔ)能裝置1荷電狀態(tài)在正常工作范圍內(nèi)，若雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)8并網(wǎng)運(yùn)行，則控制風(fēng)力機(jī)10工作于最大風(fēng)能捕獲狀態(tài)，若雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)8帶獨(dú)立負(fù)載，則根據(jù)負(fù)載調(diào)節(jié)雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)8的輸出功率。本實(shí)用新型中的中央處理單元7采用兩種不同的控制算法切換控制，控制算法的切換依據(jù)為儲(chǔ)能裝置1的荷電狀態(tài)和電網(wǎng)負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)儲(chǔ)能裝置1的電量不足時(shí)， 其信號(hào)經(jīng)AD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，輸入到中央處理單元7，中央處理單元7根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)調(diào)整控制算法，輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)給儲(chǔ)能設(shè)備充電；當(dāng)電網(wǎng)或負(fù)載電量不足時(shí)， 中央處理單元7調(diào)整控制算法使雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)給電網(wǎng)或負(fù)載輸送電能。[0020]無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器采用485通信與監(jiān)控觸摸屏連接實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，設(shè)定輸出功率和修改控制器參數(shù)；實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的啟動(dòng)、停止和復(fù)位等操作；顯示和保存系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)和波形。系統(tǒng)也可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。本實(shí)用新型雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，中央處理單元7進(jìn)行最大功率追蹤， 此時(shí)儲(chǔ)能裝置1的能量充足，所發(fā)電量充足全部并入電網(wǎng)。發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)， 系統(tǒng)耗能由負(fù)載決定，當(dāng)負(fù)載較輕，儲(chǔ)能裝置1能量充足，中央處理單元7控制適當(dāng)?shù)陌l(fā)電量滿足負(fù)載要求；當(dāng)負(fù)載較重，風(fēng)能無(wú)法滿足負(fù)載要求，此時(shí)儲(chǔ)能裝置1經(jīng)發(fā)電機(jī)向負(fù)載供電，大大提高系統(tǒng)帶負(fù)載能力。無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器通過(guò)人機(jī)界面可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，進(jìn)行發(fā)電方式的設(shè)定、控制器控制參數(shù)和充放電控制參數(shù)的修改；并實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行啟動(dòng)、停止、自動(dòng)追蹤等操作；運(yùn)行過(guò)程中參數(shù)變化趨勢(shì)、錯(cuò)誤信息、報(bào)警、發(fā)電量數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)。
權(quán)利要求1.一種無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，其特征在于包括有儲(chǔ)能裝置 (1)、充放電控制裝置(2)、直流母線電容(3)、轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器(4)、AD轉(zhuǎn)換模塊(5)、中央處理單元(7)，其中中央處理單元(7)的信號(hào)輸入端通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊(5)與儲(chǔ)能裝置(1) 連接，中央處理單元(7)的信號(hào)輸出端分別與轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器(4)的信號(hào)輸入端連接及與充放電控制裝置O)的信號(hào)輸入端連接，充放電控制裝置O)的信號(hào)輸入端與儲(chǔ)能裝置 (1)相連，轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器(4)與充放電控制裝置(2)之間連接有直流母線電容(3)，轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器(4)與雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)子繞組相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，其特征在于上述雙饋感應(yīng)電機(jī)(8 )的定子繞組與三相電網(wǎng)或獨(dú)立負(fù)載相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，其特征在于上述雙饋感應(yīng)電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)子主軸與升速齒輪箱(9)的主動(dòng)件相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，其特征在于上述升速齒輪箱(9)的從動(dòng)件與風(fēng)力機(jī)(10)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，其特征在于上述中央處理單元(7)還連接有監(jiān)控觸摸屏(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，其特征在于上述中央處理單元(7)為可編程序處理器或單片機(jī)或DSP。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，其特征在于上述中央處理單元(7)采用455通信與監(jiān)控觸摸屏(6)連接實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，其特征在于上述中央處理單元(7)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種無(wú)網(wǎng)側(cè)變流器的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器。包括儲(chǔ)能裝置、充放電控制裝置、直流母線電容、轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器、AD轉(zhuǎn)換模塊、中央處理單元，中央處理單元的信號(hào)輸入端通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊與儲(chǔ)能裝置連接，中央處理單元的信號(hào)輸出端分別與轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器的信號(hào)輸入端連接及與充放電控制裝置的信號(hào)輸入端連接，充放電控制裝置的信號(hào)輸入端與儲(chǔ)能裝置相連，轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器與充放電控制裝置之間連接有直流母線電容，轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器與雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組相連。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又降低了成本。且本實(shí)用新型增加了直流側(cè)儲(chǔ)能裝置，并網(wǎng)運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)不需要外電網(wǎng)勵(lì)磁，啟動(dòng)速度快，效率高。
文檔編號(hào)H02J3/28GK202268704SQ20112035516
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者劉金山, 唐雄民, 張淼, 程良倫, 章云, 陳思哲 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)