一種雙饋風電機組發(fā)電機控制方法及發(fā)電機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及風力發(fā)電技術領域，特指一種雙饋風電機組發(fā)電機控制方法及發(fā) 電機。
【背景技術】
[0002] 目前，風電機組關鍵技術指標為發(fā)電性能和可靠性，而發(fā)電性能作為風電機組運 營商最為關心的指標，直接影響風電機組的市場前景；由于雙饋風電機組受到變流器額定 輸出電壓及容量的限制，其正常運行轉速范圍較窄，導致其在低風速段不能運行或者運行 效率很低；對于現(xiàn)有定子繞組結構的雙饋異步發(fā)電機，其通過定子接觸器直接與電網(wǎng)連接， 在整個正常運行轉速區(qū)間內(nèi)，定子繞組連接型式始終保持不變（D連接型式或Y連接型式）， 為此，當發(fā)電機轉速較低的時候，由于轉差率較大，使發(fā)電機轉子電壓超過變流器最大輸出 電壓的能力，導致變流器失去對發(fā)電機的控制能力，引起風電機組保護停機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一 種操作簡便、可增大發(fā)電機的正常運行轉速范圍，提高雙饋風電機組在低風速區(qū)間段發(fā)電 量的雙饋風電機組發(fā)電機控制方法，并相應提供一種結構簡單的雙饋風電機組發(fā)電機。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為：
[0005] -種雙饋風電機組發(fā)電機的控制方法，包括以下步驟：
[0006] S01、在雙饋風電機組發(fā)電機的正常發(fā)電狀態(tài)時，實時檢測發(fā)電機的運行轉速；
[0007] S02、當發(fā)電機的轉速低于預設最低發(fā)電轉速時，發(fā)電機的定子三相繞組從正常運 行時的三角形連接切換至星形連接繼續(xù)進行發(fā)電。
[0008] 作為本發(fā)明的進一步改進：
[0009] 所述發(fā)電機的定子三相繞組處于正常運行時的三角形連接狀態(tài)時，預設最低發(fā)電 轉速n = n_D+An，其中n_DS定子三相繞組處于三角形連接狀態(tài)時的最低發(fā)電轉速，A n 為轉速余量值，1〇1'/111；[11〈&11〈5017/111；[11，其中11|1^[)=2*11；3-11_，11；3為發(fā)電機的同步轉速，11_ 為發(fā)電機的最大運行轉速。
[0010] 在步驟S02中，在發(fā)電機的定子三相繞組處于星形連接狀態(tài)時，當發(fā)電機的運 行轉速n彡n_ D+AnJt，將定子三相繞組再由星形連接切換到三角形連接，其中l(wèi)〇r/ min< A n^SOr/min, A n「A n>20r/min〇
[0011] 在步驟S02中，在發(fā)電機的定子三相繞組處于星形連接狀態(tài)時，當發(fā)電機的運行 轉速n<n_ Y+An^，停止發(fā)電機的運行，進入同步并網(wǎng)狀態(tài)；其中n_Y為發(fā)電機在定子三 相繞組處于星形連接狀態(tài)時的最低發(fā)電轉速，A ]12為轉速余量值，10r/min〈 A n 2〈50r/min， 其中
[0013] 本發(fā)明相應的公開了一種雙饋風電機組發(fā)電機，包括定子三相繞組和轉子三相繞 組，所述定子三相繞組與公共電網(wǎng)相連，所述轉子三相繞組與變流器的輸出端相連，其特征 在于，所述定子三相繞組中設有用于將定子三相繞組的連接方式在星形和三角形之間切換 的切換開關，所述切換開關在雙饋風電機組發(fā)電機的轉速低于預設最低發(fā)電轉速時，將定 子三相繞組的連接方式從正常運行的三角形連接切換至星形連接。
[0014] 作為上述發(fā)電機的進一步改進：
[0015] 所述切換開關包括五個反并聯(lián)半導體器件，分別為Dl、D2、D3、D4、D5,其中D4連 接定子三相繞組的U相與V相，所述D5連接V相與W相，所述Dl連接U相的首端和V相的 末端，所述D2連接V相的首端和W相的末端，所述D3連接W相的首端與U相的末端；所述 Dl、D2、D3處于導通狀態(tài)而D4、D5處于斷開狀態(tài)時，所述定子三相繞組處于三角形連接狀 態(tài)；當所述D1、D2、D3處于斷開狀態(tài)而D4、D5處于導通狀態(tài)時，所述定子三相繞組處于星形 連接狀態(tài)。
[0016] 所述反并聯(lián)半導體器件為反并聯(lián)晶閘管。
[0017] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0018] 本發(fā)明的雙饋風電機組發(fā)電機控制方法，當發(fā)電機的轉速處于低速區(qū)間時，將發(fā) 電機的定子三相繞組從三角形連接切換至星形連接，降低發(fā)電機低轉速區(qū)間的轉子電壓， 確保在低轉速區(qū)間內(nèi)變流器對發(fā)電機的控制能力，從而增大發(fā)電機的正常運行轉速范圍， 提高雙饋風電機組在低風速區(qū)間段的發(fā)電量。本發(fā)明的雙饋風電機組發(fā)電機同樣具有以上 方法所述的優(yōu)點，而且結構簡單、操作簡便、易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明的發(fā)電機的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 以下結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0022] 如圖1所示，本實施例的雙饋風電機組發(fā)電機的控制方法，包括以下步驟：
[0023] S01、在雙饋風電機組發(fā)電機的正常發(fā)電狀態(tài)時，實時檢測發(fā)電機的運行轉速；
[0024] S02、當發(fā)電機的轉速低于預設最低發(fā)電轉速時，發(fā)電機的定子三相繞組從正常運 行時的三角形連接切換至星形連接繼續(xù)進行發(fā)電。
[0025] 本發(fā)明的雙饋風電機組發(fā)電機控制方法，當發(fā)電機的轉速處于低速區(qū)間時，將發(fā) 電機的定子三相繞組從三角形連接切換至星形連接，降低發(fā)電機低轉速區(qū)間的轉子電壓， 確保在低轉速區(qū)間內(nèi)變流器對發(fā)電機的控制能力，從而增大發(fā)電機的正常運行轉速范圍， 提高雙饋風電機組在低風速區(qū)間段的發(fā)電量。
[0026] 本實施例中，發(fā)電機的定子三相繞組處于正常運行時的三角形連接狀態(tài)時，預設 最低發(fā)電轉速n = n_D+An，其中n_DS定子三相繞組處于三角形連接狀態(tài)時的最低發(fā)電 轉速，A n為轉速余量值，10r/min〈 A n〈50r/min，其中
[0027] n_D= 2 ^ns-Iinax
[0028] rC%發(fā)電機的同步轉速，n _為發(fā)電機的最大運行轉速。
[0029] 本實施例中，在步驟S02中，在發(fā)電機的定子三相繞組處于星形連接狀態(tài)時，當發(fā) 電機的運行轉速n多n_D+A叫時，將定子三相繞組再由星形連接切換到三角形連接，其中 10r/min〈 An1GOrAiin, A n「A n>20r/min ;當發(fā)電機的運行轉速 n < nminY+An2時，停止發(fā) 電機的運行，進入同步并網(wǎng)狀態(tài)；其中n_Y為發(fā)電機在定子三相繞組處于星形連接狀態(tài)時 的最低發(fā)電轉速，△ 112為轉速余量值，10r/min〈 A n 2〈50r/min，其中
[0031] 下面結合實例對發(fā)電機進行定子三相繞組的連接方式切換以提高發(fā)電量的原理 介紹如下：假設雙饋風電機組發(fā)電機額定運行轉速為n N，同步轉速為ns，實際運行轉速為n， 最大運行轉速為n_ (對于雙饋風電機組發(fā)電機而言，n_>ns)，在定子繞組為D連接型式下， 雙饋發(fā)電機最小轉速為n_ D，轉子額定開路電壓為UroD，在定子繞組為Y連接型式下，雙饋發(fā) 電機最小轉速為n minY，轉子額定開路電壓為UroY。
[0032] 發(fā)電機定子繞組在D連接型式下的額定開路電壓的選擇為：
[0038] 如果雙饋風電機組整個運行轉速區(qū)間內(nèi)，發(fā)電機定子繞組連接型式保持D連接型 式不改變的情況下，發(fā)電機允許運行轉速為：
[0042] 2ns-n_彡 n 彡 n nax
[0043] 則雙饋風電機組發(fā)電機允許運行的最低轉速為：
[0044] nninD= 2 ? n s_nnax
[0045] 當發(fā)電機轉速n < ，由于此時轉子所需的控制電壓超過變流器最大輸