[发明专利]风力发电系统

说明书

本发明公开了一种风力发电系统，包括：风力发电机，所述风力发电机包括沿圆周分布的至少一个定子单元，每个定子单元包括沿圆周分布的至少一个定子齿组，每个定子齿组包括沿圆周分布的至少一个定子齿，每个定子齿上绕设有至少两个线圈；以及至少两个功率转换电路，每个功率转换电路的相数相同，功率转换电路用于对风力发电机输出电能的频率进行转换；属于同一个定子齿组的每个定子齿上绕设的线圈与不同功率转换电路的同一相连接，同一个功率转换电路的不同相之间连接的线圈总数一致。本发明能够避免因不平衡导致的电机振动、对电网的谐波冲击以及涡流损耗的激增、转矩波动、提高容错运行时风力发电机的效率、降低短路情况下永磁体退磁的风险。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电系统。

背景技术

高可靠、维护友好型风力发电机组是风电行业持之以恒的话题，其对于环境恶劣、可达性差的海上风电尤为重要，可以显著地降低运维成本，同时增加发电量。根据统计数据显示，变流器故障是风机的主要故障原因之一，该类故障导致的停机时间占比达，是制约风电机组可用率的关键音素。

冗余和容错是提升风电机组可靠性的两类方法。通过增设备份变流器可以有效减少因变流器故障导致的停机次数和时间，但是存在变流器的成本增加、机组重量增加、机舱或塔底所需体积增加等缺点。对于度电成本极为敏感的风电应用，冗余变流器方案并不是一个优选项。另一方面，通过构建合适的发电机/变流器拓扑，使得发电系统具备容错运行功能，则是可行性较强的技术方案。当多个变流器中的某一个发生故障时，将与其相连的发电机绕组切除，而其余发电机绕组继续保持工作，则发电机仍然能够以“降低功率或损失部分性能”的形态继续发电，大大减小了变流器失效带来的风险损失。然而，容错型发电机/变流器拓扑设计面临着多重挑战，其主要难点之一在于兼顾正常运行与容错运行时的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种风力发电系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种风力发电系统，包括：

风力发电机，所述风力发电机包括沿圆周分布的至少一个定子单元，每个定子单元包括沿圆周分布的至少一个定子齿组，每个定子齿组包括沿圆周分布的至少一个定子齿，每个定子齿上绕设有至少两个线圈；

以及至少两个功率转换电路，每个功率转换电路的相数相同，所述功率转换电路用于对所述风力发电机输出电能的频率进行转换；

其中，属于同一个定子齿组的每个定子齿上绕设的线圈与不同功率转换电路的同一相连接，同一个功率转换电路的不同相之间连接的线圈总数一致。

可选地，不同功率转换电路连接的线圈总数相同或不同。

可选地，属于同一个定子齿组的不同定子齿上绕设有相同数量的线圈。

可选地，属于一个定子单元的不同的定子齿组中绕设的线圈所连接的功率转换电路的数量相同或者不同。

可选地，在不同定子单元中沿圆周同一方向排序位置相同的定子齿组包含的线圈与不同功率转换电路的同一相连接。

可选地，属于同一个定子齿组的不同定子齿上绕设的线圈所连接的功率转换电路的数量相同。

可选地，属于同一个定子齿组的不同定子齿上相同位置绕设的线圈与所述功率转换电路各相之间的连接关系相同。

可选地，在整个电机圆周内定子齿上绕设的线圈与所述功率转换电路各相之间的连接关系至少存在两个重复周期。

可选地，至少存在有两个定子单元，所述两个定子单元内沿圆周同一方向排序位置相同的定子齿上，相同位置绕设的线圈与不同功率转换电路的同一相连接。