[发明专利]具有辅助电源的风力涡轮机

说明书

本发明涉及具有辅助电源（APU）的风力涡轮机。风力涡轮机还包括发电机（G）、主转换器（MCONV）和变压器（TR）。发电机（G）与主转换器（MCONV）连接。主转换器（MCONV）与变压器（TR）连接。变压器（TR）与电网（GR）连接。因此，由发电机（G）产生的具有变化频率的电功率通过主转换器（MCONV）转换成具有限定频率的电功率，并且具有限定频率的电功率通过变压器（TR）变换并提供到电网（GR），同时根据电网规范要求完成变换。提供辅助功率的辅助电源（APU）经由辅助转换器（AUXC1）而与变压器（TR）连接，因此辅助电源（APU）通过辅助转换器（AUXC1）而与变压器（TR）以及与电网（GR）解耦。

技术领域

本发明涉及一种具有辅助电源的风力涡轮机。

背景技术

需要辅助功率以用于操作风力涡轮机的辅助设备或辅助电路。

辅助功率能够用于保持以及用于保证风力涡轮机的基本功能。辅助功率可以用于实现轴承的润滑、用于保证警示灯的功能、用于加热风力涡轮机的专用部件、用于确保内部功率设备（如转换器）的除湿、用于确保风力涡轮机和控制器之间的通信或用于确保风力涡轮机部件之间的通信等。

甚至已知使用辅助功率以用于电网支持。该电网支持功能受相应辅助电源的容量限制。

已知如果风力涡轮机未与功率网（power grid）连接或者如果电网显示故障或干扰等，则通过柴油发电机或通过其它合适的功率源向风力涡轮机供应辅助功率。

柴油发电机可以放置在给定风力涡轮机的塔架的外部，从而为风力涡轮机提供辅助功率塔架。因为仅一个风力涡轮机需要通过发电机供应有辅助功率，相应的发电机能够在其电容量、尺寸和成本方面进行优化。在包括一组风力涡轮机的风电场中，相应的柴油发电机的数量将总计达给定成本。由此产生的数量的柴油发电机所需要的维护工作也增加了。特别是考虑到近岸场地，在短时间间隔内并且定期为一定数量的柴油发电机补充燃料可以是非常昂贵的。如果天气恶劣，补充燃料工作可以变得不可能。此外，补充燃料过程对于“环境健康和节约，EHS”规定（regulations）是敏感的。

柴油发电机可以以中心方式放置在给定风电场中，因此向风电场的一组风力涡轮机供应辅助功率。作为上面所描述的解决方案，相应的发电机将具有增加的电容量、增加的尺寸和甚至增加的成本。因为仅一台柴油发电机被陈述，该柴油发电机所需要的维护工作将减少。特别是考虑到近岸场地，在短时间间隔内为风电场的柴油发电机补充燃料是非常昂贵的。如果天气太恶劣，补充燃料工作也可以变得不可能。考虑到“环境健康和节约，EHS”规定，甚至补充燃料过程也是一个非常重要的问题。

图4示出了已知的根据现有技术的具有辅助电源的风力涡轮机并且以原理的方式示出。

风力涡轮发电机G经由发电机断路器GB联接到主转换器MCONV。

发电机G基于风产生电功率，从而作用在风力涡轮机叶片上。电功率显示可变频率。

主转换器MCONV包括AC/DC转换部分和DC/AC转换部分。主转换器MCONV将由发电机G提供的电功率转换为具有限定频率的电功率。

主转换器MCONV可以经由主电抗器MR而与主断路器MB连接。

主电抗器MR用于过滤以及用于影响由主转换器MCONV提供的电功率。

PWM滤波器PWMF可以布置成并联连接到主电抗器MR。该滤波器仅被示出以用于提供信息。

主断路器MB与风力涡轮机的变压器TR连接。如果在主断路器MB和发电机G之间的部件中检测到故障，则主断路器MB断开。

如果风力涡轮机在操作中或者如果风力涡轮机将准备其操作，则主断路器MB闭合。

风力涡轮机的变压器TR经由中压或高压断路器（未详细示出）而与电网GR连接。