[发明专利]定子双绕组异步风力发电系统及控制方法

权利要求书

1.一种定子双绕组异步风力发电系统，其特征在于包括主回路、检测回路和控制回路，主回路由定子双绕组异步发电机(1)、第一整流桥(2)、第二整流桥(3)、控制开关(4)、三个滤波电感(5)、励磁电容(6)、控制变换器(7)、小容量蓄电池(8)、二极管(9)、控制侧直流电容(17)和功率侧直流电容(18)组成；检测回路由第一电流传感器(10)、第二电流传感器(11)和第一至第三电压传感器(12、13、14)组成；控制回路由数字信号处理器(15)和控制变换器的驱动电路(16)组成；其中定子双绕组异步发电机(1)的功率绕组为6相双Y型结构，控制绕组为三相Y型结构；当控制开关打在左侧，两组整流桥的输出为串联，当控制开关打在右侧，两组整流桥的输出为并联；二极管(9)的阳极串接小容量蓄电池(8)后分别接控制侧直流电容(17)、控制变换器(7)的负输入端，二极管(9)的阴极分别接控制侧直流电容(17)、控制变换器(7)的正输入端，第三电压传感器(14)设置于控制变换器(7)的输入端上，第三电压传感器(14)的输出端接数字信号处理器(15)的输入端，控制变换器(7)的三相输出端分别串接一个滤波电感后分别接励磁电容(6)的输入端和定子双绕组异步发电机(1)的三相控制绕组的输入端，第一电压传感器(12)设置于定子双绕组异步发电机(1)的三相控制绕组的输入端上，第一电流传感器(10)设置于定子双绕组异步发电机(1)的任意两相控制绕组的输入端上，第一电流传感器(10)和第一电压传感器(12)的输出端分别接数字信号处理器(15)的输入端，定子双绕组异步发电机(1)的一个三相功率绕组输出端接第一整流桥(2)的输入端，定子双绕组异步发电机(1)的另一个三相功率绕组输出端接第二整流桥(3)的输入端，第一整流桥(2)的正输出端分别接控制开关(4)的正输出端、功率侧直流电容(18)的正输入端、直流负载(19)的一端和输出逆变器(20)的正输入端，第一整流桥(2)的负输出端接控制开关(4)的负输入端，第二整流桥(3)的正输出端接控制开关(4)的正输入端，第二整流桥(3)的负输出端分别接控制开关(4)的负输出端、功率侧直流电容(18)的负输入端、直流负载(19)的另一端和输出逆变器(20)的负输入端，逆变器(20)的输出端接三相电网的输入端，第二电流传感器(11)设置于第二整流桥(3)的负输出端上，第二电压传感器(13)设置于功率侧直流电容(18)正负输入端上，第二电流传感器(11)和第二电压传感器(13)的输出端分别接数字信号处理器(15)的输入端，数字信号处理器(15)的控制端分别接控制开关(4)和控制变换器的驱动电路(16)的控制端，控制变换器的驱动电路(16)的输出端接控制变换器(7)的输入端。

2.一种基于权利要求1所述的定子双绕组异步风力发电系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在低风速区即所述定子双绕组异步发电机(1)的转速低于额定转速的2/3，数字信号处理器(15)输出串联控制信号，控制控制开关(4)动作：将第一整流桥(2)、第二整流桥(3)输出按串联方式连接即第一整流桥(2)的负输出端通过控制开关(4)接第二整流桥(3)的正输出端；

(2)随着风速上升到一定值即所述定子双绕组异步发电机(1)的转速达到设定转速即额定转速的2/3，数字信号处理器(15)根据风速、第一电流传感器(10)检测得到的控制绕组电流信号、第二电流传感器(11)检测得到的第二整流桥(3)输出电流信号、第一电压传感器(12)检测得到的控制绕组线电压信号、第二电压传感器(13)检测得到的系统输出直流电压信号和第三电压传感器(14)检测得到的控制变换器(7)的输入直流电压信号输出并联控制信号，控制控制开关(4)动作：将第一整流桥(2)、第二整流桥(3)输出按并联方式连接即第一整流桥(2)的负输出端通过控制开关(4)接第二整流桥(3)的负输出端、第一整流桥(2)的正输出端通过控制开关(4)接第二整流桥(3)的正输出端；

(3)在高风速区即所述定子双绕组异步发电机(1)的转速大于设定转速即额定转速 的2/3，同步骤(2)所述将第一整流桥(2)、第二整流桥(3)输出按并联方式连接。