[实用新型]宽风速二次可控无触点式风能吸收器

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，特别涉及一种宽风速二次可控无触点式风能吸收器。

背景技术

目前，国内外市场上可见的大中型(百KW以上)风力发电系统多为并网系统，中小型风力发电系统一般独立运行。在风力发电系统中，由于风力大小在任意长短的时间段都在变，风机所吸收和输出的功率(能量)是一个时刻变化的量，因此，风力发电机输出端口的电压(指闭路电压)的频率和幅值均是不断变化的量。因此其输出端很难直接带恒定负载。大型风力发电系统由于并网运行等原因，一般通过关注和控制叶轮速度、速率等指标寻求最大功率输出和安全运行。中小型风力发电系统一般将风力发电机输出的能量进行整流，再把整流后的脉动直流能量储存入蓄电池，直流负载直接由蓄电池供电，交流负载则由蓄电池通过逆变装置供电。这就是目前中小型风力发电系统的标准供用电模式。在这种通用的模式中，最常见的弊端是风能利用系数小，可利用的风速范围很窄。高速风能得到利用则低速风能被浪费，低速风能被利用则高速风能必有一部分被浪费。特别是中低速风能被浪费现象十分严重，以至于收不到风力发电的预期效果。实用中尽管有通过DC/DC电源提高整流电压的技术，但由于其内部存在整流、逆变和再整流等中间环节，其调压范围内存在限制能量输入的较大区域，所以效率不高，因此应用实例不很多。绝大多部分的实例如图1所示。

在“图1”实例中，风力发电机输出电压标称值为48V，在额定风速(7-8级)下整流器输入交流脉动三相电压为48-50V(线电压)左右，整流输出直流为64.5-67.5V左右，被充电电池组电压为5X12＝60V。只有当风力为7-8级风速左右时，整流器输出闭路电压才能略高于电池组端电压(60V)，使电池处于被充电状态，风能可通过整流器随时储存于电池组E和电容C之中。当风力为6级及以下时，发电机闭路脉动端电压将低于47V，此时整流器输出直流端电压将低于63V，此时只能给亏电的电池组作微充电。当风力为5级及以下时，整流器直流输出电压将低于55V，风力为4级以下时，直流侧输出会更低(45V以下)，在直流输出电压等于或低于电池组端电压的情况下，风能将无法给蓄电池充电，即风能无法存储于电池内，当然也无法供60V及以上电压等级的负载或装置使用，因此，此时的风力发电机形同虚设。风能全部消耗于机械系统的磨损和飞转与风力的磨损运动中，不但浪费了唾手可得的风能，还置风力发电机于破坏性飞转的危险之中，或者是使发电机不停的处于耗能制动的限速过程中，即使不引起风力发电机故障，也会大大降低发电机使用寿命。实用中虽然有通过DC/DC电源提高整流电压的技术和实例，但由于涉及整流-逆变-升压-再整流等多环节，能量传送过程中存在较多的限制区域，因此效率不高，没有普遍应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种宽风速二次可控无触点式风能吸收器，能够根据基本风速的大小改变风能存储路径、使整流输出电压在宽风速范围内满足风能存储条件。该装置使风力发电机系统的蓄电池始终处于充电状态，即保证风机叶片所吸收的低于额定值的绝大部分有效风能都可以被接收和储存，从而提高风力发电机的系统利用效率。该装置结构简单、实现容易、体积小、成本低，便于推广。

本实用新型克服现有技术所采用的技术方案是：提供一种宽风速二次可控无触点式风能吸收器。所述宽风速二次可控无触点式风能吸收器包括：多绕组输出变压器，多路整流开关组和智能型选通控制盒；所述多绕组输出变压器的输入端与风力发电机输出端相接，所述多绕组输出变压器的各二次绕组分别与对应的可控整流开关组连接，可控整流开关组的输出端与蓄电池母线和直流负载相连接。

根据本实用新型所述的宽风速二次可控无触点式风能吸收器一优选技术方案是：所述多绕组输出变压器的原边接有带报警接点的三相电压检测仪表；所述三相电压检测仪表输出端连接选通控制盒；所述选通控制盒的多线输出端连接各可控整流开关组的控制极。

根据本实用新型所述的宽风速二次可控无触点式风能吸收器一优选技术方案是：所述三相电压监视仪表采用电压变换器、电压互感器或带极限输出接点的电压表。

根据本实用新型所述的宽风速二次可控无触点式风能吸收器一优选技术方案是：所述多绕组输出变压器的副边为多绕组输出，采用工频、或低频的铝芯、铜芯特殊或普通电力变压器。

根据本实用新型所述的宽风速二次可控无触点式风能吸收器一优选技术方案是：所述多路整流开关组是可控硅或IGBT或IPM或三级管等电力电子器件或模块。