[发明专利]智能高效风力发电场

说明书

技术领域

本发明涉及一种能使电压、频率稳定输出的高效率风力发电场。

背景技术

由于风能的不稳定属性，现有的风力发电场将尽量选用可以适应风力不稳定的风力发电机组。但在风速发生变化时，也只能在很小的变化范围内勉强保持风力发电机的频率和电压输出不致变化过大；实际上只要风力减少到设计风速以下，许多型号的风力发电机就停止发电了，这将使风能利用效率很低。

本发明的目的是要解决风力变化范围相当大的状态下，风力发电场能够在稳定输出频率与电压的情况下继续发电，从而大大提高风能的利用效率。

本发明的主要内容

本发明的主要内容是：如附图1所示：

(一)风力发电场的每台发电机不直接向外供电，而是接入“FDJZ”系统，再经隔离升压变压器接入风电场汇流母线A、B、C，由本地负载控制开关向本地配电网BDM供电；也可经二次升压主变和并网控制开关与供电系统X、T并列运行。

(二)“FDJZ”系统如图2所示，当风速正常时FD发电整流并向接在结点3的锂离子电池组和超级电容CC充电，同时向三相逆变器(KV₁-KV₆)供电，逆变器由结点8、9、10输出A、B、C三相交流电力。

(三)当风电场的风力不足且不稳定时，微处理器CP₁检测到B及CC不能正常充电时，复查整流器的输入电压降到允许值以下时CP₁通过驱动器Q₁起动由KV₀、L₀、DCC等元件构成的“开关式升压电路”使结点3的电压升高，继续向CC及B充电，此时风速虽低于设计值但仍继续发电，确保风力发电场的发电效率。

(四)CP₂微处理器及其测控电路保证输出的三相电能符合设定值，并监测储能元件B及CC的电能补充及极限参数，保证了输出电力的电压稳定，频偏达标。其中已成熟的现有电路如采样、AD转换、比较、驱动、显示等电路不再赘述。

附图说明

图1是智能高效风力发电场接线图

图2是风力发电机相关设备接线图

具体实施方式

本发明设计的风力发电场实施实例如图1所示，9台发电机FD₁-FD₉均接入FDJZ系统，再经升压隔离变压器向场汇流母线A、B、C供电，本地负载由KBD开关向BDM本地用户供电，也可经二次升压主变TBW通过并网控制自动开关KBW与电力系统XT并列运行。

本发明设计的FDJZ系统结构接线图见附图2，其工作原理见“本发明主要内容”中的第(二)、第(三)和第(四)节的阐述，不再重复。

整个风力发电场由CP处理器监控调节，如附图2中的CP的I/O口与9个风力发电机的FDJZ系统中的CP₁联接进行数据交换，并便于发出调控指令；A、D单元负责监测发电场的风速变化、本地电力负载的大小以及电力系统的电压、频率、相角差等参数以便作出可否并网运行等判断。

同步比较单元T、B判断并网可行之后通过QD驱动单元可以向K、B、W开关发出立即合闸的指令；

C、P处理器通过与每台风力发电机的FDJZ交换储能单元B与CC的运行电压动态参数后，可作出增减输出电力的判断，必要时发出指令断开K、B、D本地负荷开关来减缓储能单元的消耗速度以便等待风力增强时刻的到来。