[发明专利]一种多绕组风力发电机接入电网的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多绕组风力发电机接入电网的方法，属于高压变流装置技术领域。

背景技术

风能是一种可以再生的能源，取之不尽，用之不竭。对风能的利用，由古老的风车发展到当代的风力发电，中小型机组技术稳定，装机成本已趋合理，中大型机组正处于研究试制阶段。

目前风力发电电压变换系统多采用双馈系统和直驱半直驱系统，常规设计的双馈系统如图1所示，风机叶轮8转动，经齿轮箱9带动双馈异步发电机10，发电机转子经变频器连接到三绕组变压器的绕组11，发电机定子直接接到三绕组变压器的绕组12，三绕组变压器的绕组13连到电网，双馈异步发电机10通过变流装置15与变压器的绕组11连接，这种风力发电电压变换系统存在电流谐波比较大、动作响应慢、损耗大等缺点；常规设计的直驱半直驱系统如图2所示，风机叶轮8转动，经齿轮箱9带动异步发电机10，发电机发出的交流电经变流装置15变流后接电感14，经电感14整流后送入电网，这种风力发电电压变换系统存在输出电流大、输出谐波高需要大电流电抗器等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种多绕组风力发电机接入电网的方法，具有功率因数补偿、系统效率补偿、高压小电流输出、输出谐波低不需要大电流电抗器、并网控制简单、多绕组输出电机主磁通谐波小等特点。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种多绕组风力发电机接入电网的方法，其特征在于，其接入电网的方法为：

第一步.多绕组发电机的定子绕组分别与功率单元A1—AN、B1-BN、C1-CN三相或单相连接，给功率单元A1—AN、B1-BN、C1-CN供电；

第二步.功率单元A1—AN串联组成第一功率单元组；

第三步.功率单元B1—BN串联组成第二功率单元组；

第四步.功率单元C1—CN串联组成第三功率单元组；

第五步.功率单元A1分别连接功率单元B1和功率单元C1；

第六步.功率单元AN、BN、CN分别连接刀闸；

第七步.刀闸与变压器连接，通过变压器升压接入电网。

所述的多绕组发电机由至少两个以互相错开均匀电角度排设的三相绕组构成的定子绕组组成，定子绕组的个数与功率单元A1—AN、B1-BN、C1-CN匹配。

本发明用高压大功率单元串联型多电平变换器，直接输出高压，经变压器直接送入高压电网。多绕组发电机每组绕组接一个功率单元，组成多脉波整流电源，整流侧采用全控整流或Boost变换器，改善功率因数，输出由多个单元串联组成，单元数可通过改变多绕组发电机绕组数来改变，提供多脉波整流电源，简化了系统的整流部分，降低了输入电流谐波，且直流纹波系数小。

本发明的优点是具有功率因数补偿、系统效率补偿、高压小电流输出、输出谐波低不需要大电流电抗器、并网控制简单、多绕组输出电机主磁通谐波小。

附图说明

图1为风力发电双馈系统结构示意图；

图2为风力发电直驱半直驱系统结构示意图；

图3为一种三相多绕组风力发电机接入电网的方法示意图；

图4为多绕组发电机结构示意图；

图5为三相全控整流功率单元结构图；

图6为三相带Boost变换的功率单元结构图；

图7为一种单相多绕组风力发电机接入电网的方法结构示意图；

图8为单相全控整流功率单元结构图；

图9为单相带Boost变换的功率单元结构图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图3所示，为一种三相多绕组风力发电机接入电网的方法示意图，一种多绕组风力发电机接入电网的方法为：

第一步.多绕组发电机1的定子绕组2分别与功率单元A1—A5、B1-B5、C1-C5三相连接，给功率单元A1—A5、B1-B5、C1-C5供电；

第二步.功率单元A1—A5串联组成第一功率单元组3；

第三步.功率单元B1—B5串联组成第二功率单元组4；

第四步.功率单元C1—C5串联组成第三功率单元组5；

第五步.功率单元A1分别连接功率单元B1和功率单元C1；

第六步.功率单元A5、B5、C5分别连接刀闸6；

第七步.刀闸6与变压器7连接，通过变压器7升压接入电网。

本发明相邻功率单元的输出端串联起来，形成Y形结构，实现高压直接输出，输出3、4、5接到刀闸6，送入变压器7的输入端，可通过变压器7升压接入电网。