一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括控制單元、變流器、雙饋發(fā)電機(jī)組和開關(guān)單元，雙饋發(fā)電機(jī)組的定子中每相繞組中的繞組單元的首尾兩端均引出發(fā)電機(jī)本體外部，并經(jīng)開關(guān)單元連接至工頻電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子則與變流器連接，控制單元分別與雙饋發(fā)電機(jī)組和開關(guān)單元相連、用于根據(jù)風(fēng)況或雙饋發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)控制開關(guān)單元的切換狀態(tài)以改變定子三相繞組的連接方式。本發(fā)明的發(fā)電機(jī)組具有結(jié)構(gòu)簡單、發(fā)電效率高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，控制單元根據(jù)風(fēng)況以及雙饋發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)，控制開關(guān)單元的切換，改變?nèi)嗬@組的連接方式以適用于不同的工況。本發(fā)明的控制方法具有操作簡便、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明主要涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特指一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝備。自然風(fēng)的風(fēng)速通常在一個(gè)較大的范圍內(nèi)變化，為了從自然風(fēng)中獲取更多的能量，葉尖旋轉(zhuǎn)的速度與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速之比要滿足一定的函數(shù)條件，這要求風(fēng)電機(jī)組必須變速運(yùn)行。
[0003]從這個(gè)角度思考風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)實(shí)際上是以變頻調(diào)速為核心的電傳動系統(tǒng)，是電力電子變流器與發(fā)電機(jī)的集成系統(tǒng)，是發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的集成系統(tǒng)。而更高的傳動效率、更寬的調(diào)速范圍、更經(jīng)濟(jì)的調(diào)速成本，是電氣傳動系統(tǒng)永恒追求的目標(biāo)。而目前的雙饋發(fā)電機(jī)組，定子繞組連接方式固定，但由于定子直接連接到電網(wǎng)，而電網(wǎng)電壓固定，相對固定的鐵損在小功率運(yùn)行時(shí)所占比例大，因此小功率運(yùn)行時(shí)效率差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、功能全面、發(fā)電效率高的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并相應(yīng)提供一種操作簡便的控制方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括控制單元、變流器、雙饋發(fā)電機(jī)組和葉輪，所述雙饋發(fā)電機(jī)組與葉輪機(jī)械連接，所述雙饋發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子與變流器連接，還包括開關(guān)單元，所述雙饋發(fā)電機(jī)組的定子中每相繞組中的繞組單元的首尾兩端均引出發(fā)電機(jī)本體外部，并經(jīng)開關(guān)單元連接至工頻電網(wǎng)，所述控制單元分別與雙饋發(fā)電機(jī)組和開關(guān)單元相連、用于根據(jù)風(fēng)況或雙饋發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)控制開關(guān)單元的切換狀態(tài)以改變定子三相繞組的連接方式，所述定子三相繞組的連接方式包括三相繞組的星-三角形和/或每相繞組中多個(gè)繞組單元之間的串并聯(lián)。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
每相繞組中包括兩組繞組單元，分別為Ul-Ul ’ ,U2-U2 Wl-Vl ’、V2-V2\wi_wr和W2-W2 ’，所述開關(guān)單元包括第一開關(guān)Kl、第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3、第四開關(guān)K4和第五開關(guān)K5，所述u1-ur的Ul端、Vl-VP的Vl端，Wl-WP的Wl端分別連接至工頻電網(wǎng)且通過第五開關(guān)連接至U2、V2、W2端，所述U2、V2、W2端經(jīng)第二開關(guān)后與Ul ’、V1 ’、W1'端相連，所述Ul ’、V1 ’、W1 ’端經(jīng)第三開關(guān)分別與U2\V2M2/端相連，所述U2丨、端經(jīng)第一開關(guān)后短接，所述1]2^2\^^端經(jīng)第四開關(guān)分別與￥1、￥1、1]1端相連。
[0007]本發(fā)明還公開了一種基于如上所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，包括以下步驟:
501、將雙饋發(fā)電機(jī)組定子中三相繞組中的各繞組單元的首尾兩端均引出至發(fā)電機(jī)本體外部，并經(jīng)開關(guān)單元連接至工頻電網(wǎng)；
502、控制單元根據(jù)風(fēng)況以及雙饋發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)，控制開關(guān)單元的切換，改變?nèi)嗬@組的連接方式以適用于不同的工況，所述三相繞組的連接方式包括三相繞組的星-三角形切換和/或各相繞組中繞組單元之間的串并聯(lián)切換。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
當(dāng)K1、K2閉合，K3、K4、K5斷開時(shí)，定子的三相繞組星形連接且各相繞組中繞組單元相互串聯(lián)；當(dāng)Κ2、Κ4閉合，Kl、Κ3、Κ5斷開時(shí)，定子的三相繞組三角形連接且各相繞組中繞組單元相互串聯(lián)；當(dāng)Kl、Κ3、Κ5閉合，Κ2、Κ4斷開時(shí)，定子的三相繞組星形連接且各相繞組中繞組單元相互并聯(lián)；當(dāng)Κ3、Κ4、Κ5閉合，而Κ1、Κ2斷開時(shí)，定子的三相繞組三角形連接且各相繞組中繞組單元相互并聯(lián)。
[0009]在步驟S02中，控制單元根據(jù)風(fēng)速以及雙饋發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行功率來控制開關(guān)單元的切換。
[0010]所述三相繞組的連接方式包括任意兩種連接方式的組合、或任意三種連接方式的組合、或四種連接方式的組合。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，通過開關(guān)單元的狀態(tài)切換，能夠提升風(fēng)電機(jī)組在不同風(fēng)速階段的發(fā)電效率;改變雙饋電機(jī)定子繞組的連接形式，拓展雙饋風(fēng)電機(jī)組的調(diào)速范圍，實(shí)現(xiàn)更低的風(fēng)速下并網(wǎng)發(fā)電，同時(shí)配合整機(jī)的空氣動力特性，提升風(fēng)能利用系數(shù)Cp，從風(fēng)能中提取更多的能量輸入;通過減少發(fā)電機(jī)與變流器構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)的損耗，提升當(dāng)前雙饋機(jī)組在低風(fēng)速段的發(fā)電效率，提升風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量。本發(fā)明的開關(guān)單元結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便且易于實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法不僅具有如上風(fēng)電機(jī)組所述的優(yōu)點(diǎn)，而且操作簡便。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的開關(guān)單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明在單繞組單元時(shí)的開關(guān)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明工作模式2和4切換時(shí)的開關(guān)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明工作模式3和I切換時(shí)的開關(guān)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中標(biāo)號表示:1、葉輪;2、雙饋發(fā)電機(jī)組;3、變流器;4、濾波單元;5、開關(guān)單元;6、控制單元;7、并網(wǎng)單元。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0019]如圖1至圖5所示，本實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括控制單元6、變流器3、雙饋發(fā)電機(jī)組2和葉輪I，雙饋發(fā)電機(jī)組2與葉輪I機(jī)械連接，雙饋發(fā)電機(jī)組2的定子連接至工頻電網(wǎng)(或通過并網(wǎng)單元7連接至工頻電網(wǎng))，轉(zhuǎn)子連接至變流器3，雙饋發(fā)電機(jī)組2的定子中每相繞組中的繞組單元的首尾兩端均引出發(fā)電機(jī)本體外部，并經(jīng)一開關(guān)單元5連接至并網(wǎng)單元7，再連接至工頻電網(wǎng)，其中開關(guān)單元5與雙饋發(fā)電機(jī)組2之間設(shè)置有濾波單元4，控制單元6分別與雙饋發(fā)電機(jī)組2和開關(guān)單元5相連、用于根據(jù)風(fēng)況或雙饋發(fā)電機(jī)組2的工作狀態(tài)控制開關(guān)單元5的切換狀態(tài)以改變定子三相繞組的連接方式，定子三相繞組的連接方式包括三相繞組的星形或三角形、以及每相繞組中多個(gè)繞組單元之間的串或并聯(lián)。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，通過開關(guān)單元5的狀態(tài)切換，能夠提升風(fēng)電機(jī)組在不同風(fēng)速階段的發(fā)電效率;改變雙饋電機(jī)定子繞組的連接形式，拓展雙饋風(fēng)電機(jī)組的調(diào)速范圍，實(shí)現(xiàn)更低的風(fēng)速下并網(wǎng)發(fā)電，同時(shí)配合整機(jī)的空氣動力特性，提升風(fēng)能利用系數(shù)Cp，從風(fēng)能中提取更多的能量輸入;通過減少發(fā)電機(jī)與變流器3構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)的損耗，提升當(dāng)前雙饋機(jī)組在低風(fēng)速段的發(fā)電效率，提升風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量。
[0020]本實(shí)施例中，每相繞組中包括兩組繞組單元，分別為1、Wl-Wl1和W2-W21，開關(guān)單元5包括第一開關(guān)Kl、第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3、第四開關(guān)K4和第五開關(guān)K5，u1-ur的Ui端、v1-vr的Vi端，w1-wr的Wl端分別連接至工頻電網(wǎng)且通過第五開關(guān)連接至U2、V2、W2端，U2、V2、W2端經(jīng)第二開關(guān)后與Ul ’、V1 ’、W1'端相連，Ul ’、V1 ’、WP端經(jīng)第三開關(guān)分別與U2 \ν2Μ2;端相連，U2 \ V2 \W2 ^端經(jīng)第一開關(guān)后短接，此、V2 \ W2'端經(jīng)第四開關(guān)分別與V1、W1、U1端相連。在具體應(yīng)用中，可只采用其中兩種連接方式的組合、或者三種連接方式的組合，此開關(guān)單元結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)。
[0021 ]本發(fā)明還公開了一種基于如上所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，包括以下步驟:
501、將雙饋發(fā)電機(jī)組2定子中三相繞組中的各繞組單元的首尾兩端均引出至發(fā)電機(jī)本體外部，并經(jīng)開關(guān)單元5連接至工頻電網(wǎng)；
502、控制單元6根據(jù)風(fēng)況(風(fēng)速)以及雙饋發(fā)電機(jī)組2的狀態(tài)(功率)，控制開關(guān)單元5的切換，改變?nèi)嗬@組的連接方式以適用于不同的工況，三相繞組的連接方式包括三相繞組的星-三角形切換和/或各相繞組中繞組單元之間的串并聯(lián)切換。
[0022]本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法根據(jù)風(fēng)速，智能重構(gòu)發(fā)電機(jī)-變流器3運(yùn)行特性，實(shí)現(xiàn)全范圍最優(yōu)運(yùn)行，提高系統(tǒng)效率;拓展系統(tǒng)調(diào)速范圍，實(shí)現(xiàn)低風(fēng)速段的最優(yōu)Cp運(yùn)行，提升機(jī)組獲取風(fēng)能的效率;系統(tǒng)特性與運(yùn)行功率相匹配，減少諧波，提升功率因素，提升全范圍運(yùn)行特性。
[0023]本實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)單元5中的K1、K2閉合，K3、K4、K5斷開時(shí)，定子的三相繞組星形連接且各相繞組中繞組單元相互串聯(lián)；當(dāng)Κ2、Κ4閉合，Κ1、Κ3、Κ5斷開時(shí)，定子的三相繞組三角形連接且各相繞組中繞組單元相互串聯(lián)；當(dāng)Κ1、Κ3、Κ5閉合，Κ2、Κ4斷開時(shí)，定子的三相繞組星形連接且各相繞組中繞組單元相互并聯(lián)；當(dāng)Κ3、Κ4、Κ5閉合，而Kl、Κ2斷開時(shí)，定子的三相繞組三角形連接且各相繞組中繞組單元相互并聯(lián)，以下提供幾種工作模式的應(yīng)用以及控制過程:
工作模式I:如檢測到風(fēng)速小，或機(jī)組需要工作在小功率狀態(tài)下，控制單元6發(fā)出信號，控制開關(guān)單元5的Kl、Κ2吸合，Κ3、Κ4、Κ5斷開，此時(shí)定子的三相繞組星形連接且各相繞組中繞組單元相互串聯(lián);Κ1、Κ2吸合成功后，將反饋信號送入控制單元6，控制單元6將此時(shí)發(fā)電機(jī)的等值模型參數(shù)傳給變流器3，變流器3根據(jù)設(shè)置的電機(jī)等值模型參數(shù)，控制發(fā)電機(jī)運(yùn)行。此時(shí)，發(fā)電機(jī)的鐵損較額定工況時(shí)降低很多，發(fā)電機(jī)的效率得到提升;變流器3的勵(lì)磁電流也降低很多，變流器3的運(yùn)行效率得到提升，風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率得到提升；同時(shí)，發(fā)電機(jī)-變流器3系統(tǒng)的調(diào)速范圍擴(kuò)大，提高了風(fēng)電機(jī)組的Cp;在以上因素共同作用下，風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量得到提升。當(dāng)風(fēng)速升高到一定值并且該風(fēng)速維持一段時(shí)間后，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換;或者當(dāng)風(fēng)速高于某個(gè)閥值后，控制單元6控制開關(guān)單元5無遲滯向其它模式轉(zhuǎn)換。
[0024]工作模式2:如檢測到風(fēng)速增大，或機(jī)組需要在大些的功率狀態(tài)下運(yùn)行，控制單元6發(fā)出信號，控制位于開關(guān)單元5內(nèi)的K2、K4吸合，而Kl、Κ3、Κ5斷開，此時(shí)定子的三相繞組三角形連接且各相繞組中繞組單元相互串聯(lián);Κ2、Κ4吸合成功后，將反饋信號送入控制單元6，控制單元6將此時(shí)發(fā)電機(jī)的等值模型參數(shù)傳給變流器3，變流器3根據(jù)設(shè)置的電機(jī)等值模型參數(shù)，控制發(fā)電機(jī)運(yùn)行。此時(shí)，發(fā)電機(jī)的鐵損較額定工況時(shí)降低很多，發(fā)電機(jī)的效率得到提升；變流器3的勵(lì)磁電流也降低，變流器3的運(yùn)行效率得到提升，風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率得到提升；同時(shí)，發(fā)電機(jī)-變流器3系統(tǒng)的調(diào)速范圍擴(kuò)大，提高了風(fēng)電機(jī)組的Cp;在以上因素共同作用下，風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量得到提升。當(dāng)風(fēng)速升高到一定值并且該風(fēng)速維持一段時(shí)間后，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換;或者當(dāng)風(fēng)速高于某個(gè)閥值后，控制單元6控制開關(guān)單元5無遲滯進(jìn)行轉(zhuǎn)換；同理，當(dāng)風(fēng)速降低到某個(gè)值并且持續(xù)某段時(shí)間，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，或者當(dāng)風(fēng)速低于某閥值，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行無時(shí)間遲滯轉(zhuǎn)換。
[0025]工作模式3:如檢測到風(fēng)速進(jìn)一步增大，或機(jī)組需要在再大些的功率狀態(tài)下運(yùn)行，控制單元6發(fā)出信號，控制位于開關(guān)單元5內(nèi)的Kl、Κ3、Κ5吸合，而Κ2、Κ4斷開，此時(shí)定子的三相繞組星形連接且各相繞組中繞組單元相互并聯(lián);Κ1、Κ3、Κ5吸合成功后，將反饋信號送入控制單元6，控制單元6將此時(shí)發(fā)電機(jī)的等值模型參數(shù)傳給變流器3，變流器3根據(jù)電機(jī)等值模型參數(shù)，控制發(fā)電機(jī)運(yùn)行。當(dāng)風(fēng)速升高到一定值并且該風(fēng)速維持一段時(shí)間后，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換;或者當(dāng)風(fēng)速高于某個(gè)閥值后，控制單元6控制開關(guān)單元5無遲滯進(jìn)行轉(zhuǎn)換；同理，當(dāng)風(fēng)速降低到某個(gè)值并且持續(xù)某段時(shí)間，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，或者當(dāng)風(fēng)速低于某閥值，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行無時(shí)間遲滯轉(zhuǎn)換。
[0026]工作模式4:如檢測到風(fēng)速再增大，或機(jī)組需要在更大些的功率狀態(tài)下運(yùn)行，控制單元6發(fā)出信號，控制位于開關(guān)單元5內(nèi)的Κ3、Κ4、Κ5吸合，而Kl、Κ2斷開，此時(shí)定子的三相繞組三角形連接且各相繞組中繞組單元相互并聯(lián);Κ3、Κ4、Κ5吸合成功后，將反饋信號送入控制單元6，控制單元6將此時(shí)發(fā)電機(jī)的等值模型參數(shù)傳給變流器3，變流器3根據(jù)重置后的等值參數(shù)，控制發(fā)電機(jī)運(yùn)行，此時(shí)發(fā)電機(jī)可以運(yùn)行到額定功率下，在較大功率下，可以獲得最佳運(yùn)行效率。當(dāng)風(fēng)速升高到一定值并且該風(fēng)速維持一段時(shí)間后，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換;或者當(dāng)風(fēng)速高于某個(gè)閥值后，控制單元6控制開關(guān)單元5無遲滯進(jìn)行轉(zhuǎn)換；同理，當(dāng)風(fēng)速降低到某個(gè)值并且持續(xù)某段時(shí)間，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，或者當(dāng)風(fēng)速低于某閥值，控制單元6控制開關(guān)單元5進(jìn)行無時(shí)間遲滯轉(zhuǎn)換。
[0027]本實(shí)施例中，風(fēng)電機(jī)組的控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)況及自身運(yùn)行條件，自動在上述四種工作模式間切換，使電機(jī)特性與運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最優(yōu)匹配，以獲得最高效率。另外，如果每相繞組中只有一組繞組單元(或者雖有多個(gè)繞組單元，但多個(gè)繞組單元并聯(lián))時(shí)，則開關(guān)單元5可簡化為如圖3所示的結(jié)構(gòu)，只由Kl和Κ4組成，Κ2、Κ3、Κ5可簡化為導(dǎo)線。另外如果只在工作模式2和工作模式4之間進(jìn)行切換，則開關(guān)單元5可以簡化為如圖4所示，只由只由Κ2、Κ3和Κ5組成，Κ1、Κ4可簡化為導(dǎo)線;如僅在工作模式3和工作模式I之間轉(zhuǎn)換的情況，則開關(guān)單元5內(nèi)部的電路連接可以簡化為如圖5所示的結(jié)構(gòu)，只由Κ2、Κ3和Κ5組成，Kl、Κ4可簡化為導(dǎo)線；如果在三種工作模式之間切換，按圖2所示的開關(guān)組件進(jìn)行切換。
[0028]本實(shí)施例中，在進(jìn)行模式切換時(shí)，如當(dāng)風(fēng)速或運(yùn)行功率高于某個(gè)值a，且持續(xù)一個(gè)時(shí)間段b后，機(jī)組進(jìn)行模式切換；當(dāng)風(fēng)速或運(yùn)行功率低于某個(gè)值c且持續(xù)一個(gè)時(shí)間段d后，機(jī)組進(jìn)行模式切換;或者，當(dāng)風(fēng)速或功率高于某個(gè)值e，機(jī)組立即進(jìn)行模式切換(沒有人為設(shè)置的延遲時(shí)間)；當(dāng)風(fēng)速或功率低于某個(gè)值f，機(jī)組立即進(jìn)行模式切換(沒有人為設(shè)置的延遲時(shí)間)，其中e>a，f<c。另外當(dāng)運(yùn)行模式改變后，控制單元6通過通訊將電機(jī)參數(shù)傳給變流器3，變流器3進(jìn)行參數(shù)重置后進(jìn)運(yùn)行控制；或者開關(guān)單元5將反饋信號送入變流器3，變流器3自動進(jìn)行參數(shù)重置;或者將代碼送入變流器3，變流器3根據(jù)代碼進(jìn)行參數(shù)重置;或者變流器3采用不依賴電機(jī)參數(shù)(或?qū)﹄姍C(jī)參數(shù)依賴性小)的控制算法運(yùn)行。
[0029]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，包括控制單元(6)、變流器(3)、雙饋發(fā)電機(jī)組(2)和葉輪(I)，所述雙饋發(fā)電機(jī)組(2)與葉輪(I)機(jī)械連接，所述雙饋發(fā)電機(jī)組(2)的轉(zhuǎn)子與變流器(3)連接，其特征在于，還包括開關(guān)單元(5)，所述雙饋發(fā)電機(jī)組(2)的定子中每相繞組中的繞組單元的首尾兩端均引出發(fā)電機(jī)本體外部，并經(jīng)開關(guān)單元(5)連接至工頻電網(wǎng)，所述控制單元(6)分別與雙饋發(fā)電機(jī)組(2)和開關(guān)單元(5)相連、用于根據(jù)風(fēng)況或雙饋發(fā)電機(jī)組(2)的工作狀態(tài)控制開關(guān)單元(5)的切換狀態(tài)以改變定子三相繞組的連接方式，所述定子三相繞組的連接方式包括三相繞組的星-三角形和/或每相繞組中多個(gè)繞組單元之間的串并聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，每相繞組中包括兩組繞組單元，分別為Ul-Ul'、U2-U2'、Vl-Vl'、V2-V2'、W1-W1'和W2-W2'，所述開關(guān)單元(5)包括第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3、第四開關(guān)K4和第五開關(guān)K5，所述Ul-Ul'的Ul端、Vl-Vl'的Vl端，Wl-Wl'的Wl端分別連接至工頻電網(wǎng)且通過第五開關(guān)連接至U2、V2、W2端，所述U2、V2、W2端經(jīng)第二開關(guān)后與Ul WlMlr端相連，所述Ul WlMlr端經(jīng)第三開關(guān)分別與U2\V2\W2'端相連，所述端經(jīng)第一開關(guān)后短接，所述端經(jīng)第四開關(guān)分別與V1、W1、U1端相連。3.—種基于如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 501、將雙饋發(fā)電機(jī)組(2)定子中三相繞組中的各繞組單元的首尾兩端均引出至發(fā)電機(jī)本體外部，并經(jīng)開關(guān)單元(5)連接至工頻電網(wǎng)； 502、控制單元(6)根據(jù)風(fēng)況以及雙饋發(fā)電機(jī)組(2)的狀態(tài)，控制開關(guān)單元(5)的切換，改變?nèi)嗬@組的連接方式以適用于不同的工況，所述三相繞組的連接方式包括三相繞組的星-三角形切換和/或各相繞組中繞組單元之間的串并聯(lián)切換。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，其特征在于，當(dāng)K1、K2閉合，K3、K4、Κ5斷開時(shí)，定子的三相繞組星形連接且各相繞組中繞組單元相互串聯(lián)；當(dāng)Κ2、Κ4閉合，Κ1、Κ3、Κ5斷開時(shí)，定子的三相繞組三角形連接且各相繞組中繞組單元相互串聯(lián)；當(dāng)Κ1、Κ3、Κ5閉合，Κ2、Κ4斷開時(shí)，定子的三相繞組星形連接且各相繞組中繞組單元相互并聯(lián)；當(dāng)Κ3、Κ4、Κ5閉合，而Κ1、Κ2斷開時(shí)，定子的三相繞組三角形連接且各相繞組中繞組單元相互并聯(lián)。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，其特征在于，在步驟S02中，控制單元(6)根據(jù)風(fēng)速以及雙饋發(fā)電機(jī)組(2)的運(yùn)行功率來控制開關(guān)單元(5)的切換。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方法，其特征在于，所述三相繞組的連接方式包括任意兩種連接方式的組合、或任意三種連接方式的組合、或四種連接方式的組合。
【文檔編號】H02P9/16GK106058913SQ201610360108
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】趙燕峰, 劉璐, 何貽春, 王靛, 李慧新, 臧曉笛, 陳林, 翟大勇
【申請人】中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司