[发明专利]一种风电场塔筒电梯储能与应急装置

说明书

本发明属于电子电路领域，涉及一种风电场塔筒电梯储能与应急装置，包括储能与应急变换电路、主控制器；储能与应急变换电路设有动力电池接触器、风机侧直流接触器、塔筒电梯接触器；动力电池接触器接入动力电池侧，风机侧直流接触器接入风力发电机侧，塔筒电梯接触器接入塔筒电梯侧，本发明在储能模式下将发电机侧直流电能储存至动力电池，在补偿模式下将动力电池储存电能释放至电网，在应急供电模式下将动力电池直流电能转换为交流电能升压后输送至塔筒电梯，本发明在现有状况下既保障了塔筒电梯在风机故障情况下的正常使用又有效的平稳了风力发电机向电网输电的波动，提高了动力电池利用率从而降低风电场的能耗成本。

技术领域

本发明属于电子电路领域，涉及一种风电场塔筒电梯储能与应急装置。

背景技术

随着地球化石能源逐渐枯竭，国内外普遍关注可再生能源的利用，风电作为一种可再生能源其装机量规模不断扩大。新疆风能资源丰富，新疆风电场依据风资源区域优势，其风电场装机容量逐渐增大，在电力网架中的比例不断升高，预计到2020年将形成5个百万千瓦级风电基地，总装机规模达到千万千瓦。因此，对大型风电场的科学运行、降低能耗成本越来越受到高度的关注。

目前风电场运行与维护主要存在的问题是风电机组维护工作量巨大，而且风电场塔筒高度在100米以上，攀爬难度大、且无法携带维修工具，为解决这个矛盾，很多风电塔安装有塔筒电梯，然而塔筒电梯依靠电能运行，一旦在风电机组故障情况下，塔筒电梯的网侧电能难以保证，使得塔筒电梯在风机故障情况下因缺电而无法运行，因此很多风电塔安装塔筒电梯时配备有动力电池以备风电机组故障情况下塔筒电梯备用，然而正常情况下备用动力电池使用率低下导致风电场能耗成本上升，如何在现有状况下既保障了塔筒电梯在风机故障情况下能够正常使用又提高动力电池利用率从而降低风电场的塔筒电梯储能能耗成本一直以来难以解决。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种风电场塔筒电梯储能与应急装置，解决了在现有状况下既保障了塔筒电梯在风机故障情况下的正常使用又提高动力电池使用率从而降低风电场的塔筒电梯能耗成本这一难题。

本发明所采用的技术方案是，一种风电场塔筒电梯储能与应急装置，包括储能与应急变换电路、主控制器；储能与应急变换电路设有动力电池接触器、风机侧直流接触器、塔筒电梯接触器；动力电池接触器接入动力电池，风机侧直流接触器接入风力发电机整流器，塔筒电梯接触器接入塔筒电梯；储能与应急变换电路中设有开关组合K1～K16，储能与应急变换电路设有三种运行模式：储能模式、补偿模式、应急模式，储能与应急变换电路在储能模式下将发电机侧直流电能储存至动力电池、在补偿模式下将动力电池电能释放至电网、在应急供电模式下将动力电池直流电能转换为交流电能后输送至塔筒电梯。

优选的，开关组合K1～K16分为四组：K1、K2、K3、K4为一组,K5、K6、K7、K8为一组,K9、K10、K11、K12为一组,K13、K14、K15、K16为一组，每组开关组合组内相位相互间分别差90度；储能与应急变换电路中，K5与K1的开关相位互补、K6与K2的开关相位互补、K7与K3的开关相位互补、K8与K4的开关相位互补；储能与应急变换电路中K9与K13的开关相位互补、K10与K14的开关相位互补、K11与K15的开关相位互补、K12与K16的开关相位互补；储能与应急变换电路中，K5与K13的开关相位差45度、K6与K14的开关相位差45度、K7与K15的开关相位差45度、K8与K16的开关相位差45度。

优选的，储能与应急变换电路设有滤波电感L1～L11、开关管B1～B6、稳压电容C1至C8以及电路状态采集单元VDC1、VDC2、VDC3，滤波电感在其所串联的开关管打开时储蓄能量，在开关管关闭时释放能量从而起到稳定电流的作用，稳压电容C1至C8减小所在支路电压纹波值。