[实用新型]风力发电并网系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力机发电并网技术领域，尤其涉及一种适合大功率风力发电以及长距离能量传输，尤为海上风电适合传输的风力发电并网系统。

背景技术

近年来，作为可再生能源的风能利用在世界各国得到了广泛的重视和发展，而随着风力发电机以及风电场容量的不断上升，风力发电场对交流电网的稳定、安全性以及电能质量的影响也越来越明显；另外，由于风力发电场通常建立在风能资源丰富的偏远地区，所产生的电能常需要进行远距离的传输，因此为了提高电能传输的效率，电压等级一般较高。

目前的风力发电系统采用交流并网技术，而从可靠性等角度考虑，大功率的风力发电系统均采用交流风力发电机。在交流并网风力发电系统中，根据能量处理环节的不同，又有直接并网和变流并网之分：所谓直接并网，就是交流风力发电机的输出能量不经过任何处理，直接送入交流电网；而在变流并网系统中，交流风力发电机的输出的全部或部分能量则是通过变流器变换处理后再馈入交流电网。在变流并网系统中，完成风力发电机输出能量变换处理的变流器因此参被称为并网变流器。交流并网技术最大的特点，就是各风力发电机组输出的能量都是以交流电的形式馈入交流电网进行输送。交流并网技术虽然得到了广泛的使用，但也存在一些缺陷，主要表现在能量调控和稳定性控制技术复杂，以及长距离传输损耗较大等。

实用新型内容

本实用新型提出了一种适合大功率风力发电以及长距离能量传输，控制更加简单、稳定性更高和传输损耗更小的风力发电并网系统。

本实用新型所述的风力发电并网系统，风力发电机的输出连接直流并网变流器，直流并网变流器的输出经过场级变流器连接主干电网。

本实用新型所述的风力发电并网系统，风电场内各风力发电机组直流并网变流器的直流输出端并接在一起，构成风电场内部的直流电网，直流电网的输出统一连接场级并网变流器。

本实用新型所述的风力发电并网系统，风电场内各风力发电机组输出的交流电，经直流并网变流器变换成直流电，通过直流电网以直流方式进行传送。直流电网汇聚的直流电能，统一经场级变流器再次变换为交流电，馈入交流主干电网。

本实用新型所述的风力发电并网系统，基于直流并网技术在能量的调控、稳定性、传输损耗等方面的优势，特别适合于大功率风力发电以及需要进行长距离能量传输的场合，而在其中又以海上风电传输尤为适合。对于远距离传输，由于直流输电的传输损耗要比交流输电小，可提高风电场的电能输送效率和效益。采用直流并网系统，能够使各风力发电机组之间形成一种“电气隔离”：各交流风力发电机的输出频率都可以按照最大功率跟踪等要求任意控制，从而确保每台单机都工作在最佳的运行状态，同时又避免了交流并网技术时多台变流器间的环流问题。采用场级并网变流器进行集中的能量处理，可以根据风电场的规模合理选择场级并网变流器的功率等级，达到降低设备造价等目的。

附图说明

图1是现有技术中风力发电交流并网系统示意图

图2是本实用新型所述的风力发电直流并网系统示意图

1-风力发电机，2-风力发电机组，3-交流并网变流器，4-直流并网变流器，5-场级变流器

具体实施方式

本实用新型所述的风力发电并网系统，风电场内各风力发电机组2的风力发电机1的输出分别连接各自的直流并网变流器4，所有直流并网变流器4的直流输出端并接在一起，构成风电场内部的直流电网，所述直流电网与外部的交流主干电网间设置场级并网变流器5，直流电网的输出经场级变流器5连接主干电网。

各风力发电机1输出的交流电，经直流并网变流器4变换成直流电，馈入直流电网，通过直流电网以直流方式进行传送。直流电网汇聚的电能，经场级变流器5统一变换为交流电，馈入交流主干电网。

本实用新型所述的风力发电并网系统，采用直流并网系统，适合于大功率风力发电以及需要进行长距离能量传输的场合，而以海上风电传输尤为适合。对于远距离传输，由于直流输电的传输损耗要比交流输电小，可提高风电场的电能输送效率和效益。采用直流并网系统，能够使各风力发电机组之间形成一种“电气隔离”：各交流风力发电机的输出频率都可以按照最大功率跟踪等要求任意控制，从而确保每台单机都工作在最佳的运行状态，同时又避免了交流并网技术时多台变流器间的环流问题。并且采用场级并网变流器进行集中的能量处理，可以根据风电场的规模合理选择场级并网变流器的功率等级，达到降低设备造价等目的。