[发明专利]一种并网运行的风力发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电系统，特别涉及一种并网运行的风力发电系统。

背景技术

并网运行的风力发电场可以得到大电网的支撑，更加充分的开发利用的风力资源，减少由于风电的间歇性造成的复合电能质量下降换热储能问题，增加供电可靠性，同时达到节约矿物燃料的目的，是国内外风力发电开发的组要发展方向。在风电生产规模化、风电技术现代化的情况下，风力发电的成本将不断降低，如果考虑到环境等因素带来的间接效益，采用大规模风电场并网发电在经济上也具有很大的吸引力。

并网型风力发电机组中包含有一种恒速恒频风力发电系统，它是指风力发电机组的转速不随风速的波动而变化，始终维持恒转速运转，从而输出恒定的额定频率的交流电，机组多采用异步发电机。自然风吹动风力机旋转，经齿轮箱升速后驱动异步发电机转化为电能。目前国内外普遍使用的是水平轴、上风向、定桨距或变桨距风力机，其有效风速范围约为3～30m/s，额定风俗一般设计为8～15m/s，风力机的额定转速大约为20～30r/min。此类机组因恒速运行无法达到较高的风能利用率，接入电网也会给电网运行带来较大的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种并网运行的风力发电系统，采用系统输出功率作为控制信号来改变逆变器晶闸管的触发角，从而控制输送到电网的功率。

本发明的目的是这样实现的：一种并网运行的风力发电系统，包括直接与风力机相连的同步风力发电机，所述同步风力发电机的输出端连接有整流器，所述整流器的输出端连接有逆变器，所述逆变器通过保护装置与电网相连，所述保护装置的输出端还连接有功率检测器，所述功率检测器的输出端通过功率变化检测器连接有控制电路，所述控制电路输出控制所述逆变器。

所述逆变器为静态自励式逆变器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、由于采用频率变换装置进行输出控制，所以并网时没有电流冲击对系统几乎没有影响；2、因为采用交-直-交转换方式，同步风力发电机的工作频率与电网频率是彼此独立的，风轮及发电机的转速可以变化，不必担心发生同步发电机直接并网运行时可能出现的失步问题和频率、电压稳定问题，不但有利于减少风电并网对电网的影响，还有利于系统在发生暂态稳定问题时维持稳定；3、逆变器采用静态自励式逆变器，故可以调节无功功率，有利于系统电压稳定。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

其中，1风力机；2同步风力发电机；3整流器；4逆变器；5保护装置；6功率检测器；7功率变化检测器；8控制电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种并网运行的风力发电系统，包括直接与风力机1相连的同步风力发电机2，同步风力发电机2的输出端连接有整流器3，整流器3的输出端连接有逆变器4，逆变器4通过保护装置5与电网相连，保护装置5的输出端还连接有功率检测器6，功率检测器6的输出端通过功率变化检测器7连接有控制电路8，控制电路8输出控制逆变器4，逆变器4为静态自励式逆变器4。

本发明的反馈控制电路8包括如下环节：功率检测器6在系统输出端连续地测出输出功率，并提供正比于实际功率的输出信号；功率变化检测器7比较功率检测器6输出的本次采样和下次采样，当新的采样小于先前的数值时，逻辑电路就改变状态；当新的采样大于先前的数值，逻辑电路就保持原来的状态；控制电路8接收来自逻辑电路的信号并输出一个控制信号；当逻辑电路为某一状态时输出就增加，而为另一状态时就减少；这个控制信号通过触发电路触发逆变器4的晶闸管，从而控制输送到电网的功率。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。