[实用新型]风力发电设备

说明书

本公开的实施例涉及一种风力发电设备，包括：发电机；第一变流电路，包括第一发电机侧整流器、第一直流链路以及第一电网侧逆变器；第二变流电路，与第一变流电路并联连接并且包括第二发电机侧整流器、第二直流链路以及第二电网侧逆变器；以及三绕组变压器，包括第一初级绕组、第二初级绕组以及次级绕组，第一初级绕组被耦合至第一电网侧逆变器的三相交流输出，第二初级绕组被耦合至第二电网侧逆变器的三相交流输出，并且次级绕组被耦合至电网。在根据本公开的实施例中，可以通过三绕组变压器将由并联连接的第一变流电路和第二变流电路转换的交流电传送到电网中。以此方式，能够实现更高的功率等级，诸如8到12MW，例如10MW。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及风力发电领域，更具体地，涉及一种风力发电设备。

背景技术

风能作为一种清洁、无污染的可再生能源越来越受到人们的关注，风力发电将成为21世纪最大规模开发的新能源之一。

常规的风力发电设备所能提供的功率等级是有限的，通常最高只能达到5至7兆瓦(MW)的范围。目前，已经提出了对于能够提供更高功率等级的风力发电设备的需求，诸如8到12MW，例如10MW。然而，常规的风力发电设备无法实现这样的高功率等级。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种风力发电设备，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种风力发电设备，包括：发电机；第一变流电路，包括第一发电机侧整流器、第一直流链路以及第一电网侧逆变器，所述第一发电机侧整流器包括电耦合至所述发电机的三相交流输入，所述第一直流链路被耦合在所述第一发电机侧整流器与所述第一电网侧逆变器之间，所述第一电网侧逆变器包括三相交流输出；第二变流电路，与所述第一变流电路并联连接并且包括第二发电机侧整流器、第二直流链路以及第二电网侧逆变器，所述第二发电机侧整流器包括电耦合至所述发电机的三相交流输入，所述第二直流链路被耦合在所述第二发电机侧整流器与所述第二电网侧逆变器之间，所述第二电网侧逆变器包括三相交流输出；以及三绕组变压器，包括第一初级绕组、第二初级绕组以及次级绕组，所述第一初级绕组被耦合至所述第一电网侧逆变器的三相交流输出，所述第二初级绕组被耦合至所述第二电网侧逆变器的三相交流输出，并且所述次级绕组被耦合至电网。

在根据本公开的实施例中，可以通过三绕组变压器将由并联连接的第一变流电路和第二变流电路转换的交流电传送到电网中。以此方式，能够实现更高的功率等级，诸如8到12MW，例如10MW。

此外，通过在三绕组变压器的第一初级绕组与第二初级绕组之间产生一定的相移，可以用来消除一些谐波，因而无需在变流电路中设置电网侧滤波器。以此方式，既能够降低风力发电设备的成本，又能够提高风力发电设备的效率。

另外，利用三绕组变压器的短路阻抗能够提供足够大的限流等效阻抗，因而能够在电网侧逆变器短路的情况下对风力发电设备进行保护。而且，三绕组变压器还能将电网与变流电路隔离，从而避免对电网产生不期望的干扰。

在一个实施例中，所述第一初级绕组与所述第二初级绕组相差大致30°的电角度。在这样的实施例中，由第一变流电路和第二变流电路输出的交流电流的5次、7次、17次、19次等谐波在通过三绕组变压器后，能够通过谐波对消原理而被消除。

在一个实施例中，所述第一初级绕组和所述第二初级绕组中的一个初级绕组是星型接法，并且所述第一初级绕组和所述第二初级绕组中的另一个初级绕组是角型接法。通过上述接法，能够容易地实现第一初级绕组与第二初级绕组之间相差大致30°的电角度，并且这样的三绕组变压器的成本较低。

在一个实施例中，所述第一初级绕组和所述第二初级绕组均为Z型接法。在这样的实施例中，可以在确保第一初级绕组和第二初级绕组之间相差大致30°的电角度的情况下，根据需要任意地设置它们的相位角。