[发明专利]一种双馈异步风力发电系统

说明书

技术领域

本发明属于电力教学装置技术领域，具体涉及一种双馈异步风力发电系统。

背景技术

风力发电以其无污染和可再生性，日益受到世界各国的广泛重视，近年来得到迅速发展。采用双馈电机的变速恒频风力发电系统与传统的恒速恒频风力发电系统相比具有显著的优势，如风能利用系数高，能吸收由风速突变所产生的能量波动以避免主轴及传动机构承受过大的扭矩和应力，以及可以改善系统的功率因数等。

然而在实验教学领域中，针对风力发电的教学实训装置并不多见，尤其是对双馈异步风力发电的研究装置。实际的双馈异步风力发电系统结构复杂庞大，无法使学生进行实际操作，达不到实训研究的目的。

专利模拟风力发电教学装置(公开号：CN102663940A)公开了一种包括塔柱、与塔柱相连的摇臂杆、与摇臂杆相连且与塔柱平行的支撑柱，固定于支撑柱下端的导轨电机设备，以及供导轨电机设备运动的导轨，所述导轨电机设备内部设有导轨电机，所述导轨电机轴通过皮带传动与滚轴的一端连接，代替两轴之间采用的齿轮传动，滚轴的另一端位于导轨上运动，且所述滚轴与导轨接触的外部设有橡胶来与导轨软连接，可有效减少机器运行时的噪音，适合教学。但是该装置对风力发电方向的针对性不强，实验演示单一，无法系统地学习研究双馈异步风力发电。

发明内容

本发明的目的是提供一种双馈异步风力发电系统，针对性强、功能完善、演示实验众多，便于现场实训教学研究。

本发明提供了如下的技术方案：

一种双馈异步风力发电系统，包括相互连接的双馈风力发电机组、并网变流器和监控上位机，所述双馈风力发电机组包括底座和安装在所述底座上的三相异步变频调速电动机和双馈发电机，所述三相异步变频调速电动机和所述双馈发电机之间设有联轴器，所述并网变流器包括机柜和设在所述机柜内的变频器、变流器、传感器和处理器，所述变频器和所述三相异步变频调速电动机连接，所述变流器连接所述双馈发电机，所述传感器分别与所述变流器和所述处理器相连，所述处理器连接所述监控上机位。

优选的，所述双馈风力发电机组还包括增量式编码器，所述增量式编码器连接所述双馈发电机转子，测量发电机实时转速。

优选的，所述三相异步变频调速电动机上设有定子转子接线盒，所述传感器通过所述定子转子接线盒连接所述三相异步变频调速电动机的定子转子，测量电动机的电压和电流。

优选的，所述联轴器上设有联轴器保护罩，保护固定所述三相异步变频调速电动机和所述双馈发电机的连接。

优选的，所述变流器采用双向变流器，所述双向变流器包括相互连接机侧变流器和网侧变流器，所述机侧变流器连接所述双馈发电机，所述网侧变流器连接电网系统的变压器，所述机侧变流器和所述网侧变流器分别连接所述处理器。

优选的，所述处理器采用32位定点数字信号处理器，所述32位定点数字信号处理器与所述双向变流器之间设有驱动电路，所述处理器通过所述驱动电路控制驱动所述双向变流器。

优选的，所述传感器包括电压传感器、电流传感器和温度传感器，所述电压传感器、所述电流传感器和所述温度传感器分别连接所述双向变流器和所述处理器，采集机侧、直流侧和电网侧电压和电流信号，采用温度传感器测量机侧、网侧变流器的温度，方便实时监测变流器的温度。

本发明的有益效果是：采用双馈风力发电机组，针对双馈风力发电课题实验研究性强；采用双向变流器控制灵活，既可以控制发电机定转子电流也可以控制电网电流，可以灵活地选择直流母线电压、控制风能最大跟踪以及有功功率和无功功率的控制；通过监控上机位可以方便的通过控制变频器实现三相异步变频调速电动机的转速调节模拟风机出力，达到实验效果，便于教学实训操作。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明系统结构示意图；

图2是本发明的双馈风力发电机组结构示意图；

图3是双馈风力发电系统主电路拓扑示意图；

图4是本发明的控制模拟试验系统框图；

图中标记为1.底座；2.三相异步变频调速电动机；21.定子转子接线盒；3.双馈发电机；4.增量式编码器；5.联轴器保护罩；51.联轴器。

具体实施方式