[发明专利]一种风力发电卸荷电路及卸荷控制方法

说明书

本发明公开了一种风力发电卸荷控制方法，该方法包括：判断是否满足卸荷条件，当满足卸荷条件时，控制卸荷开关管间断性导通；主控模块实时获取风力发电机的输出电流，当风力发电机输出电流超过设定的阈值时，主控模块控制卸荷开关管在第一预设时间内持续导通。本发明还提供一种风力发电卸荷控制电路。本发明的优点在于：卸荷的同时为蓄电池充电，提升了风能利用率，减少卸荷开关管通断的频率，降低开关损耗，有效保护风力发电机及其它电气设备；本发明提供的卸荷控制方法还可以扩展至风光互补发电系统，实现光伏对蓄电池的浮充控制。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体涉及一种风力发电卸荷电路及卸荷控制方法。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的的可再生能源能源。利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。

风力发电系统在运行过程中将电能储存在蓄电池中，当蓄电池接近饱和状态时，需要将多余的电能通过卸荷电路转换为热量释放出去。针对未采用卸荷电阻进行限流，或者卸荷电阻阻值较小的卸荷电路，现有技术中常使用以下两种方式进行卸荷。

方式一：当蓄电池的电量接近饱和时，采用PWM调制信号控制开关管的通断，将多余的电能转换为热量释放，既能够实现功率的连续调节，又能够为蓄电池充电，提高了风能利用率。但该方法存在如下问题：

卸荷开关管导通时，风力发电机输出电流较大。随着卸荷开关管占空比D的增大，风力发电机输出电流将持续增加。由于风力发电系统未对风力发电机输出电流进行检测，当风力发电机输出电流持续过流时，风力发电机可能会烧毁，卸荷开关也可能因持续过流或瞬时过流而损坏。

方式二：当蓄电池的电量接近饱和时，卸荷开关管持续导通，风力发电机完全卸荷。但该方法在卸荷时无法为蓄电池充电，降低了风能利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何同时提高风能利用率及有效保护风力发电机。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种风力发电卸荷控制方法，适用于无卸荷电阻或卸荷电阻的阻值较小的风力发电卸荷电路中，所述风力发电卸荷电路包括至少一个用于在卸荷时将风力发电机三相电枢绕组输出端电连接的卸荷开关管，包括下述步骤：

步骤1)：判断是否满足卸荷条件，当满足卸荷条件时，控制所述卸荷开关管间断性导通；

步骤2)：实时获取风力发电机的输出电流I_W，当风力发电机输出电流I_W超过设定的阈值时，控制所述卸荷开关管在第一预设时间内持续导通。

进一步地，所述卸荷条件为：风力发电机输出电压U_W超过设定的卸荷电压，或风力发电机的转速n超过设定的卸荷转速，或蓄电池电压U_B超过设定的蓄电池卸荷电压。

进一步地，步骤1)中，通过PWM脉冲调制信号控制所述卸荷开关管的占空比D来控制所述卸荷开关管的导通和关断。

更进一步地，所述卸荷开关管的占空比D通过以下方法计算：由风力发电机输出电压U_W与设定的卸荷电压的差值乘以设定的第一系数计算出所述卸荷开关管的占空比D，或者由风力发电机转速n与设定的卸荷转速的差值乘以设定的第二系数计算出所述卸荷开关管的占空比D，或者由蓄电池电压U_B与设定的蓄电池卸荷电压的差值乘以设定的第三系数计算出所述卸荷开关管的占空比D。

再进一步地，所述风力发电机转速n，根据公式获得，其中，f为风力发电机输出电压的频率，p为风力发电机的磁极对数。