[发明专利]一种混合励磁海上风力发电系统

说明书

本发明公开了一种混合励磁海上风力发电系统，包括风机、混合励磁同步电机、三相并网逆变器、最大风能获取模块、风速测定模块、风力测定模块、电网防线模块和智能监测模块，所述最大风能获取模块建立风机、混合励磁同步电机以及三相并网逆变器的数学模型，然后采用交流‑直流‑交流的拓扑结构，以获取最大风能参数，然后结合风速测定模块、风力测定模块、电网防线模块和智能监测模块获得的数据，形成综合控制策略进行控制所述混合励磁同步电机输出的功率输送至电网；本发明通过控制混合励磁同步电机的励磁电流使混合励磁同步电机运行在最佳的转速，能够实现对风能的最大追踪，提高发电效率和稳定性。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种混合励磁海上风力发电系统。

背景技术

我国风能资源丰富，开发潜力超过25亿kV，风力发电受到国家产业政策的支持。据《“十二五”风力发电电器设备行业发展规划(草案)》，近年我国风电企业取得重大领域突破，风电设备制造业基本形成比较齐全的产业链。目前基本形成关键零部件的生产体系。其中发电机、叶片、齿轮箱的产业化发展进程较好，齿轮箱的产能扩展较为缓慢，控制系统和变流系统的发展相对滞后，尚不能完全满足国内风电产业发展的需求；

近年来广受关注的混合励磁同步发电机，是集合电励磁同步发电机和永磁同步发电机的优点于一体的发电机，具有气隙磁场调节能力，成为新的研究热点，在风力发电系统的总控制策略中，最大风能跟踪是基本问题，且如何提高风力发电系统的稳定性和发电效率是十分重要的待解决问题，因此，本发明提出一种混合励磁海上风力发电系统，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种混合励磁海上风力发电系统，本发明系统通过控制混合励磁同步电机的励磁电流使混合励磁同步电机运行在最佳的转速，能够实现对风能的最大追踪，提高发电效率和稳定性；通过将风速测定模块、风力测定模块和智能监测模块监测采集的数据更新到发电系统的总控制策略中，能够最大限度地提高数据的测量准确性，在一段时间内使用这些测量数据能够增加发电系统对不确定性的控制和响应，减少计算误差，提升海上风力发电效率和水平。

本发明提出一种混合励磁海上风力发电系统，包括风机、混合励磁同步电机、三相并网逆变器、最大风能获取模块、风速测定模块、风力测定模块、电网防线模块和智能监测模块；

所述风速测定模块用于采集海上风力生产数据，并采集过去一个时间段的风速测量值，然后进行对比，得到风速变化值，最后将风速变化值更新到发电系统的总控制策略中；所述风力测定模块用于采集海上单位时间内的风速级数，并采集过去一个时间段内测定的风速级数，然后进行对比，得到风力级数变化值，然后将风力级数变化值更新到发电系统的总控制策略中；

所述电网防线模块用于采集海上风力发电系统基础信息，具体为地形和气候信息，然后结合所述风速测定模块采集的海上风力生产数据，以及结合风力测定模块采集的海上单位时间内的风速级数，进行分析和评估，得出防线控制策略，并将防线控制策略实时更新到发电系统的总控制策略中；

所述智能监测模块包括海洋监测单元、电机监测单元和风机监测单元，所述海洋监测单元用于监测海洋中洋流、海浪实时变化，以及用于监测海洋生物的运动轨迹，并将洋流、海浪实时变化情况和海洋生物的运动轨迹传输至发电系统的总控制中心，发电系统的总控制中心根据洋流、海浪实时变化详情以及根据海洋生物的运动轨迹进行判断，判断其对海上风力发电系统基础建设的影响值，并将该影响值更新到发电系统的总控制策略中，作为管理人员调整总控制策略的参数，实现对海上风力发电的安全监管，所述电机监测单元用于监测并采集混合励磁同步电机内电流值，然后根据采集的电流值与预设阈值进行对比，将对比结果的电流值差值实时更新到发电系统的总控制策略中，所述风机监测单元用于监测并采集风叶的实时参数信息数据；