[实用新型]一种基于高压直流输电的风电机群及其功率控制系统

说明书

本实用新型公开了一种基于高压直流输电的的风电机群及其功率控制系统，属于风电机组领域，所述风电机群包括连接至同一变频交流母线的N台并联运行的风力机，包括：与变频交流母线连接的第一升压变压器；集中式机侧变流器；实时风速采集模块；最大风能输出控制器，与实时风速采集模块连接，用于根据实时风速计算出能获得最佳风能输出的风力机群同一转速ω_opt；集中式机侧控制器，用于根据ω_opt控制集中式机侧变流器实现N台风电机组的变速发电；变桨控制器，用于判断各台风力机的输出功率是否超过额定功率值并以此输出各台风力机的桨距角控制值。本实用新型可减少多台风力机并联运行控制下的风能损失，且能够避免风电机组输出功率超过额定值。

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，尤其涉及一种基于高压直流输电的风电机群及其功率控制系统。

背景技术

近海风电具有风速高、湍流强度小、风速风向稳定等优点，是风电行业发展的主要趋势。笼型异步发电机组无滑环和电刷、结构简单可靠，若应用于近海风电有利用提高单机容量、减少海上维护工作和增加有效发电时间。若采用风电机群集中控制取代单机分立控制，则有利于进一步降低故障率，降低系统总成本。

然而在风电机群集中控制方式下，当各台风力机处的风速存在较大偏差时，会导致一定的风能损失，且对于风速过高的风电机组其输出功率容易超过额定值，如何有效的减少风能损失，同时避免各台风电机组的输出功率超过额定值是目前还有待进一步解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于高压直流输电的风电机群及其功率控制系统，可以在风电机群集中控制方式下，减少多台风力机并联运行控制下的风能损失，且能够避免风电机组输出功率超过额定值。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种基于高压直流输电的风电机群的功率控制系统，所述风电机群包括连接至同一变频交流母线的N台并联运行的风力机，包括：

与所述变频交流母线连接的第一升压变压器，用于将N台风力机发出的变频交流电进行升压；

集中式机侧变流器，用于将升压后的变频交流电整为直流电；

实时风速采集模块，用于采集所述N台风力机的实时风速；

最大风能输出控制器，与实时风速采集模块连接，用于根据实时风速计算出能获得最佳风能输出的风力机群同一转速ω_opt；

集中式机侧控制器，用于根据最佳的同一转速ω_opt控制集中式机侧变流器实现N台风电机组的变速发电；

变桨控制器，用于判断各台风力机的输出功率是否超过额定功率值并以此输出各台风力机的桨距角控制值。

进一步地，还包括与N台风力机连接的电压传感器和电流传感器，用于采集各风力机的三相电压和电流值并输入变桨控制器。

进一步地，还包括连接在所述第一升压变压器与集中式机侧变流器之间的第一滤波电抗，所述第一滤波电抗用于将升压后的变频交流电进行滤波后连通至集中式机侧变流器。

进一步地，所述第一滤波电抗和集中式机侧变流器之间还连接有第一接地电容。

进一步地，还包括与所述集中式机侧变流器连接的网侧变流器，用于将直流电逆变为交流电。

进一步地，还包括连接在所述集中式机侧变流器与网侧变流器之间的高压直流输电环节，用于将集中式机侧变流器输出的直流电传输到网侧变流器。

进一步地，所述集中式机侧变流器与高压直流输电环节之间、所述高压直流输电环节与网侧变流器之间均连有直流母线电容。