[发明专利]多直流支路组合调节的宽风速直驱永磁发电系统

权利要求书

1.一种多直流支路组合调节的宽风速直驱永磁发电系统，其特征在于：该系统包括风力机（1）、由风力机驱动的多支路永磁发电机（2）、机侧变流器（3）、网侧变流器（4）；所述多支路永磁发电机（2）为并联多支路结构，各支路均为m相对称绕组，所述各支路分别连接机侧变流器（3）中的整流单元形成独立直流单元；各独立直流单元与支路切换单元连接，所述支路切换单元对运行支路数和支路组合方式进行控制并通过直流母排与网侧逆变器（4）相连，网侧逆变器（4）与电网连接；

所述支路切换单元为可调节投入运行的直流单元数和直流单元组合方式的矩阵式支路切换单元，该支路切换单元通过电力二极管、直流接触器或全控型器件组成支路切换子模块并与树形拓扑结构相结合组成；

所述树形拓扑结构具体为，从右向左分为b层，其中b为满足2k≧n的最小值；

当n =2k，k=1,2···时的支路切换单元拓扑结构中每一层分支的数目均维持偶数，可两两相互结合组成新的支路；

n≠2k（k=1,2···）时的支路切换单元拓扑结构存在第2层分支的数目为奇数的情况，无法满足各分支两两接入支路切换模块的要求，此时将第2层分支中的某一分支直接作为第1层的分支与第1层中的另一分支接入第一层中的支路切换模块。

2.根据权利要求1所述的多直流支路组合调节的宽风速直驱永磁发电系统，其特征在于：

所述支路切换单元根据发电机转速调节直流单元的组合方式；

所述支路切换单元对直流单元组合时遵循以下原则：

1）发电机系统在整个转速运行范围内，通过直流支路切换单元的控制可使与网侧逆变器相连的母线电压既满足网侧逆变需求又不超过变流器的耐压需求；

2）每种支路组合方案的可运行风速范围内要投入运行支路的可输出功率大于实际输出功率并有所裕度，选取可运行风速范围尽可能大的支路组合方案；

3）选取切换开关的数量尽可能少的多支路的组合方案；

4）在发电机的部分支路或是直流侧的支路切换器件出现故障时，发电机仍能在某些特定的风速段稳定运行。