[实用新型]宽风速一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，特别涉及宽风速一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，即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或并入电网。在并网的风力发电系统中，其风能转化的电能在并网前不但要做整流、逆变、平波、升压等电气方面的技术处理，还要对叶片的速度和速率加以控制、对系统进行增速或减速等较复杂的技术处理。在独立运行的中小风力发电系统中，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。以图1为例说明如下：如“图1”所示、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5×12＝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，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级及以下时，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。就技术而言，虽然可以通过DC/DC电源使整流电压升高，以保证电池处于充电状态，但在DC/DC电源内部不但存在整流、高频逆变、交流升压和可控再整流等能量损失，而且在整流过程中的限压输出还直接抑制了较高风速的能量利用，使高风速能量的一大部分消耗于能耗制动的过程中，因而使系统利用系数明显降低，故在实用中没有得到推广。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是即克服上述不足问题，提供一种宽风速一次可控无触点式风能吸收器。该装置能够根据基本风速改变风能存储路径、使整流环节的直流输出电压始终满足充电条件，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。这种装置结构简单、实现容易、体积小、成本低，便于推广。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种宽风速一次可控无触点式风能吸收器。所述宽风速一次可控无触点式风能吸收器包括：多绕组输入变压器、多路交流无触点开关、整流器、电压检测仪表及选通控制盒；所述多绕组输入变压器的原边各绕组通过交流无触点开关与风力发电机输出端同相并接，所述多绕组输入变压器的二次绕组与整流器连接，所述整流器的正负极输出端分别与蓄电池和直流负载相连接；所述电压检测仪表输入端与风力发电机输出端线连接，所述电压检测仪表输出端连接选通控制盒，所述选通控制盒输出端连接交流无触点开关控制极和整流器。

根据本实用新型所述的宽风速一次可控无触点式风能吸收器一优选技术方案是：所述电压检测仪表，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一次可控无触点式风能吸收器一优选技术方案是：所述选通开关盒是具有计算、比较和控制输出功能的单片机或工控机或计算机或PLC智能控制仪器或设备。

根据本实用新型所述的宽风速一次可控无触点式风能吸收器一优选技术方案是：所述多绕组输入变压器是工频或低频的铝芯、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一次可控无触点式风能吸收器一优选技术方案是：所述多路交流无触点开关是可控硅或IGBT或IPM电力电子器件或模块。