[发明专利]一种用于风力发电的能量管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电设备，尤其是一种用于风力发电的能量管理系统。

背景技术

风力发电机可利用自然的风资源进行发电，主要原理是通过风力带动风力机的叶片转动，将转动传递到永磁电机来产生电能，近年来在我国的户用小型风力发电领域的生产与推广有了很大发展，它可以解决普通用户的日常用电需求，并且绿色环保，是一种发展价值很大的发电方式。目前，国内的小型风力发电机对于永磁同步发电机所输出电能的处理都是单一的，当风速达到风力发电机的工作风速范围，则永磁同步发电机发出来的能量可以被系统利用，但对于能量的分配并没有很好的措施；而当风力发电机发出来的能量不足以供应负载的用电时，多是通过以切断负载的方式来保护系统，这样将使得能量分配不合理，系统不能统一协调的保护负载的稳定运行；为了提供户用小型风力发电机的发电效率，拓宽其应用面，需要对小型风力发电系统中的能量流动方式作出统一的规划以及控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够合理分配能量的用于风力发电的能量管理系统。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于风力发电的能量管理系统，包括与风力机连接的永磁同步发电机，以及：

连接永磁同步发电机的不可控整流电路；

连接不可控整流电路的BOOST电路，其中永磁同步发电机依次通过频率检测电路、MPPT控制器、直流驱动电路连接至BOOST电路，不可控整流电路则通过直流检测电路连接至MPPT控制器；

连接BOOST电路的DC-BUS，DC-BUS分别连接有直流负载电路、逆变电路及蓄电池充电电路；

其中，直流负载电路的输出端连接至直流负载；

逆变电路的输出端分别连接至交流负载，并与检测电路、逆变控制电路及驱动电路形成反馈连接；

交流负载输入端连接电网；

蓄电池充电电路的输出端连接至蓄电池，蓄电池侧通过蓄电池放电电路连接至DC-BUS，其中的蓄电池充电电路及蓄电池放电电路共同通过充、放电检测电路连接至充、放电控制电路，充、放电控制电路则通过充、放电驱动电路分别与蓄电池充电电路及蓄电池放电电路连。

本发明的有益效果是：本发明将风力发电产生的电能输送到DC-BUS，根据能量控制的要求，当DC-BUS上的能量充足时，将按照一定的优先顺序，为直流负载提供能量，对蓄电池实施充电，通过逆变电路为电网以及交流负载提供能量；当DC-BUS上的能量不足时，蓄电池将通过放电电路为DC-BUS提供能量，从而保证系统的可靠运行；本发明根据永磁同步发电机、蓄电池、电网的工作状态，以及直/交流负载进行协调，控制系统工作在恰当的模式，使得系统运行安全，能量利用合理，使小型风力发电系统能够在不同的天气状况下，都可以以最高的效率运行，并且保证其负载能够长期稳定运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式作进一步说明：

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明第一种工作模式的原理图；

图3为本发明第二种工作模式的原理图；

图4为本发明第三种工作模式的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种用于风力发电的能量管理系统，包括与风力机连接的永磁同步发电机，以及：

连接永磁同步发电机的不可控整流电路；

连接不可控整流电路的BOOST(升压变换)电路，其中永磁同步发电机依次通过检测输出频率的频率检测电路、进行输出控制的MPPT(最大功率点跟踪)控制器、驱动输出的直流驱动电路连接至BOOST电路，而不可控整流电路则通过直流检测电路连接至MPPT控制器，形成对不可控整流电路输出电能的控制结构；

连接BOOST电路的DC-BUS，DC-BUS分别连接有直流负载电路、逆变电路及蓄电池充电电路；

其中，直流负载电路的输出端连接至直流负载，形成为直流负载供电的结构；

逆变电路的输出端连接至交流负载，并以及连接检测逆变电路输出的检测电路、对逆变电路进行控制的逆变控制电路，以及驱动逆变电路工作的驱动电路，形成反馈连接结构；

蓄电池充电电路的输出端连接至蓄电池，蓄电池侧通过蓄电池放电电路连接至DC-BUS(直流总线)，其中的蓄电池充电电路及蓄电池放电电路共同通过充、放电检测电路连接至充、放电控制电路，充、放电控制电路则通过充、放电驱动电路分别与蓄电池充电电路及蓄电池放电电路连，形成蓄电池的充、放电控制结构；

此外还设有连接交流负载的电网，为交流负载提供电能。