[发明专利]一种用于兆瓦级风力发电机组并网的电气系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气系统，特别是一种用于兆瓦级风力发电机组并网的电气系统。

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源，风力发电是风能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。利用风能可以调整能源结构，减少温室气体排放，缓解环境污染。在风能资源好的地区，可以作为补充能源，缓解那里的能源急僻和电力短缺。

现有技术中，兆瓦级风力发电机组厂家采用的并网系统主要由低压发电机、低压风电变流器、升压变压器构成。其中低压风力发电机的定子侧额定电压为690V，风电变流器通常将并网开关与发电机转子控制变流器集中于一个柜组内以减少风电变流器的空间。升压变压器的一次侧接至发电机定子额定电压为690V，二次侧接至电网电压为35KV。若采用较多厂家采用的并网系统，发电机的定子侧额定电流会很大，为了满足风力发电机组的正常运行需要增加冷却装置来满足发电机的冷却量需求，这样就增加了发电机的尺寸。同时从发电机至变压器一次侧采用低压电缆进行传输，低压电缆由于载流量的限制为了满足大电流的传输必须增加每相电缆数量，如此多的电缆无论从连接还是固定都较困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种安全可靠、降低成本的一种用于风力发电机组并网的电气系统。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种用于兆瓦级风力发电机组并网的电气系统，其特点是，该系统由升压变压器、中压并网柜、中压双馈发电机和低压风电变流器组成；所述的升压变压器的一次侧设有两个接线端：一个接线端通过中压并网柜接至中压发双馈电机的定子侧，其额定电压为6.6KV，另一个接线端接至低压风电变流器的电源输入侧，其额定输入电压为690V，升压变压器的二次侧接至电网，其电压为35KV；低压风电变流器的输出端接至中压双馈发电机的转子侧。

本发明所述的用于兆瓦级风力发电机组并网的电气系统中：由低压风电变流器检测中压双馈发电机的转速，当中压双馈发电机转速大于并网转速后，低压风电变流器控制中压并网开关闭合进行并网，同时通过控制风电变流器的输出来改变中压双馈发电机转子的电压、电流、频率，使中压双馈发电机定子侧得到期望的转矩和功率因数。

风力发电机组在风电场运行时将风能转化为电能，当低压风电变流器检测到发电机的转速大于并网转速时，低压风电变流器控制中压并网柜闭合并网开关进行并网。风电变流器控制中压双馈发电机转子的电压、电流、频率以便在中压双馈发电机定子侧得到期望的转矩和功率因数。此时中压双馈发电机的定子侧电压值为6.6KV，而电能传输电压等级为35KV，故在中压并网柜输出端增加中压变压器使电压升至35KV进行传输。能够安全可靠地完成风力发电机组的并网功能，同时大幅度地降低电缆成本。

本发明中所述的低压风电变流器主要有两个功能，一是检测中压双馈发电机的转速，当发电机转速大于并网转速后控制中压并网开关闭合进行并网。二是通过控制风电变流器的输出来改变中压双馈发电机转子的电压、电流、频率使中压双馈发电机定子侧得到期望的转矩和功率因数。所述的升压变压器的二次侧接至电网电压为35KV。使发电机定子输出的电压通过升压变压器升至35KV以便远距离传输。

本发明采用中压双馈发电机提高发电机定子侧输出电压的等级使其达到6.6KV，同样功率的发电机其额定电流减少至原来的十分之一左右，此电流所需的冷却量较少，在设计发电机过程中就不需要增加额外的冷却装置进行冷却，减小了发电机尺寸。同时从发电机定子侧至升压变压器一次侧采用中压电缆进行传输，减少了每相电缆数量便于连接和固定，同时也大幅度地减少了电缆成本。

与现有技术相比，本发明兆瓦级风力发电机组并网的电气系统的结构更为合理，它安全可靠地完成兆瓦级风力发电机组的并网功能，并大幅度地减少风力发电机组的电缆成本。

附图说明

图1为本发明系统的一种结构原理框图。

具体实施方式

以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。