[发明专利]宽风速范围的混合励磁风力发电系统

权利要求书

1.一种宽风速范围的混合励磁风力发电系统，其特征在于，包括：

风机；

混合励磁发电机，所述混合励磁发电机与所述风机同轴相连，在所述风机的带动下产生三相交流电；

全功率变流器，所述全功率变流器与所述混合励磁发电机相连，用于将所述混合励磁发电机产生的三相交流电转换为恒频、恒幅、且与电网同相的三相交流电；

接触器，所述接触器与所述全功率变流器并联，用于将所述混合励磁发电机产生的三相交流电输入所述电网；

接触器控制器，所述接触器控制器与所述接触器相连，用于对所述接触器进行控制；

励磁控制器，所述励磁控制器与所述混合励磁发电机相连，用于调整所述混合励磁发电机的输出电压幅值与所述电网的电压幅值相同；

变桨控制器，所述变桨控制器与所述风机相连，用于通过所述风机调整所述混合励磁发电机的输出频率和相位对应与所述电网的频率和相位相同；以及

主控制器，所述主控制器分别与所述接触器控制器、所述励磁控制器和所述变桨控制器相连，其中，所述风机的额定功率大于所述混合励磁发电机的额定功率，所述接触器的额定功率大于所述全功率变流器的额定功率，且所述主控制器用于：

当所述混合励磁发电机输出功率小于或等于所述全功率变流器的额定功率时，所述主控制器控制所述接触器断开以使所述混合励磁发电机的输出功率通过所述全功率变流器输出至所述电网；

当所述混合励磁发电机输出功率呈现出大于所述全功率变流器的额定功率的趋势时，所述主控制器分别通过所述励磁控制器和所述变桨控制器调整所述混合励磁发电机的输出电压幅值、输出频率和相位对应与所述电网的电压幅值、频率和相位相同，且在所述混合励磁发电机的输出电压幅值、输出频率和相位对应与所述电网的电压幅值、频率和相位相同之后，控制所述接触器控制器以使所述接触器吸合；

当所述混合励磁发电机输出功率大于所述全功率变流器的额定功率时，所述主控制器通过控制所述接触器控制器以使所述接触器吸合，以使所述混合励磁发电机的输出功率通过所述接触器输出至所述电网。

2.如权利要求1所述的宽风速范围的混合励磁风力发电系统，其特征在于，所述混合励磁发电机的额定功率大于所述接触器的额定功率。

3.如权利要求1所述的宽风速范围的混合励磁风力发电系统，其特征在于，所述混合励磁发电机为永磁和电励磁混合励磁的同步发电机。

4.如权利要求1-3任一项所述的宽风速范围的混合励磁风力发电系统，其特征在于，当所述混合励磁发电机输出功率小于或等于所述全功率变流器的额定功率时，所述混合励磁发电机运行在变速恒频阶段。

5.如权利要求1-4任一项所述的宽风速范围的混合励磁风力发电系统，其特征在于，当所述混合励磁发电机输出功率呈现出大于所述全功率变流器的额定功率的趋势，且所述接触器未吸合前，所述混合励磁发电机运行在由所述变速恒频向恒速恒频转换阶段。

6.如权利要求1-5任一项所述的宽风速范围的混合励磁风力发电系统，其特征在于，当所述混合励磁发电机输出功率大于所述全功率变流器的额定功率，且所述接触器吸合后，所述混合励磁发电机运行在恒速恒频阶段。

7.如权利要求1-6任一项所述的宽风速范围的混合励磁风力发电系统，其特征在于，在所述接触器吸合之后，且所述混合励磁发电机输出功率小于或等于所述全功率变流器的额定功率时，所述混合励磁发电机运行在恒速恒频向变速恒频转换阶段。

8.如权利要求1所述的宽风速范围的混合励磁风力发电系统，其特征在于，所述全功率变流器包括背靠背连接的电机侧变流器和网侧变流器，其中所述电机侧变流器与所述混合励磁发电机连接，所述网侧变流器与所述电网连接。

9.如权利要求1所述的宽风速范围的混合励磁风力发电系统，其特征在于，所述励磁控制器具体包括：

励磁控制单元；

励磁电源，用于在所述励磁控制单元的调节下，提供励磁电压；和

功率单元，用于在所述励磁控制单元的调节下，实现所述混合励磁发电机的弱磁和增磁。