[发明专利]一种液压型风力发电机组主传动控制系统

说明书

一种液压型风力发电机组主传动控制系统，主要包括风力机、定量泵‑变量马达液压传动控制系统、电励磁同步发电机和发电控制系统等。该控制系统传动效率较高，系统灵活性较高，应用电励磁同步发电机可准同期并网，机组可实现发电功率控制、最优功率追踪控制及低电压穿越控制，省去齿轮箱、整流逆变器，减小风力发电机组重量，降低装机成本，液压型风力发电机组将成为风力发电机组的一个发展方向。

技术领域

本发明涉及一种液压型风力发电机组主传动控制系统，适用于机械领域。

背景技术

现代风力发电机组普遍采用以增速齿轮箱为主传动的交流励磁双馈发电机(doubly-fed induction generator，DFTG )和无齿轮箱直接驱动的多级永磁同步发电机(permanent magnetic synchronous generator，PMSG)。

PMSG因为其自励磁特性被研究者普遍认为是变速风力发电机组理想的选择，它的自励磁特性使系统能够在高功率因数和高效率下运行，主要代表机型有德国Enercon E66型2MW、意大利Gamma 60型1.5 MW等。

除笼型异步发电机、双馈异步发电机、永磁同步发电机之外，各国研究人员从提高风力发电机组的效率、可靠性和降低大型发电机的制造难度等角度，提出了其它具有商业化潜力的发电机，如开关磁阻发电机、无刷双馈感应发电机、爪极式发电机、高压发电机、定子双绕组异步发电机、横向磁通永磁发电机、双凸极发电机、电气无级变速器、全永磁悬浮发电机等。虽然这些新型风力发电机组各有优点，但是始终没有彻底摆脱齿轮箱和庞大的整流逆变装置，所以一种摒弃齿轮箱和整流逆变装置的新型风力发电机型—液压型风力发电机组应运而生。

与传统双馈和直驱机型相比，液压传动系统功重比高，替代了双馈机型的齿轮箱，避免了直驱机型庞大的永磁发电机。液压传动减速比实时调整，可采用电励磁同步发电机，省掉整流逆变装置，具有提高发电质量，便于维护等优点，各国相继开展液压型风力发电机组研发工作。

发明内容

本发明提出了一种液压型风力发电机组主传动控制系统，主要包括风力机、定量泵-变量马达液压传动控制系统、电励磁同步发电机和发电控制系统等。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统选用双叶片机型，风力机旋转速度高，与传统机型相比，在输出功率相等时，液压型风力发电机组负载转矩更低。

所述控制系统采用液压系统传动形式，实现传动比实时可调，系统灵活性较高，且实现柔性控制，可抑制风速波动对电能质量的影响。

所述控制系统实现电励磁同步发电机在风力发电机组领域的使用，以准同期方式接入电网，省去变频逆变设备，降低对电网的冲击，无谐波，可根据电网的需求调整功率因数，相应发出有功功率和无功功率，电励磁同步发电机具有较强的低电压穿越能力，不需增加硬件设备。

所述控制系统省去齿轮箱，减少功率损耗，大大减小风力发电机组的重量，降低装机成本，能很好地适应陆地和海上风力发电机组的需求。

本发明的有益效果是：该控制系统传动效率较高，系统灵活性较高，应用电励磁同步发电机可准同期并网，机组可实现发电功率控制、最优功率追踪控制及低电压穿越控制，省去齿轮箱、整流逆变器，减小风力发电机组重量，降低装机成本，液压型风力发电机组将成为风力发电机组的一个发展方向。

附图说明

图1是本发明的风力发电机组原理图。

图2是本发明的气动标记机控制系统的硬件原理图。

图中：a.液压泵；b.液压马达；c.电网；1.液压马达；2、4.液压泵；3、5.溢流阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例本发明作进一步说明。