[发明专利]直流风力发电机组及风电场

说明书

提供一种直流风力发电机组及风电场。所述直流风力发电机组包括：风力发电机、整流器、逆变器、第一升压整流装置和第二升压整流装置，该整流器的输入端连接该风力发电机的输出端，该逆变器的输入端连接该整流器的输出端，该第一升压整流装置的输入端和该第二升压整流装置的输入端分别连接该逆变器的输出端，该第一升压整流装置的负极输出端与该第二升压整流装置的正极输出端均接地，该第一升压整流装置的正极输出端和该第二升压整流装置的负极输出端作为该直流风力发电机组的两个差分输出端。所述直流风力发电机组能够输出高压直流电，从而能够在用于风电场时省去海上交流升压变电站和海上换流站，降低风电场建设成本。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种直流风力发电机组及风电场。

背景技术

目前，环境污染和能源短缺成为现代文明社会的世纪性难题。为了应对这一难题，人们不断寻求各种无污染且可再生的新能源。其中，风能作为一种清洁无公害的可再生能源得到人们的关注，并且，以风能为能源的风力发电日益受到世界各国的重视。

风电场是利用海上风能发电而输送到陆上的一种风电场。传统的风电场是将风电场中各风力发电机组产生的交流电汇集至海上交流升压变电站，再通过海上换流站将海上交流升压变电站输出的交流电转换成直流电，然后，利用直流海底电缆将转换得到的直流电传输到岸上换流站，从而将传输来的直流电转换成交流电接入电网(如图1)。这样的风电场由于需要使用海上交流升压变电站和海上换流站来对风力发电机组输出的交流电进行升压和换流，并进而利用直流海底电缆将直流电传输到岸上，所以导致风电场的建设成本较高。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种直流风力发电机组及风电场，所述直流风力发电机组能够输出高压直流电，从而能够在用于风电场时使风电场省去海上交流升压变电站和海上换流站，降低风电场的建设成本。

本发明的示例性实施例一方面提供一种直流风力发电机组，所述直流风力发电机组包括：风力发电机、整流器、逆变器、第一升压整流装置和第二升压整流装置，其中，所述整流器的输入端连接所述风力发电机的输出端，所述逆变器的输入端连接所述整流器的输出端，所述第一升压整流装置的输入端和所述第二升压整流装置的输入端分别连接所述逆变器的输出端，并且，所述第一升压整流装置的负极输出端与所述第二升压整流装置的正极输出端均接地，所述第一升压整流装置的正极输出端和所述第二升压整流装置的负极输出端作为所述直流风力发电机组的两个差分输出端以输出差分直流电。

可选地，所述第一升压整流装置和所述第二升压整流装置作为升压整流装置均包括：变压器，具有一个初级绕组和依次相差60/N度的移相角的N个次级绕组，且所述初级绕组作为升压整流装置的输入端；以及N个整流阀，所述N个整流阀的输入端分别连接所述变压器的N个次级绕组，且所述N个整流阀的输出端依次串联连接，所述N个整流阀的第一整流阀的正极输出端作为升压整流装置的正极输出端，所述N个整流阀的第N整流阀的负极输出端作为升压整流装置的负极输出端，其中，N为大于等于2的整数。

可选地，所述N个整流阀均为二极管全桥整流器。

可选地，所述直流风力发电机组还包括：第一反向截止二极管和第二反向截止二极管，其中，所述第一反向截止二极管的正极端连接所述第一升压整流装置的正极输出端，所述第二反向截止二极管的负极端连接所述第二升压整流装置的负极输出端，所述第一反向截止二极管的负极端和所述第二反向截止二极管的正极端作为所述直流风力发电机组的两个差分输出端以输出差分直流电。

可选地，所述直流风力发电机组还包括：供电逆变器，所述供电逆变器的输入端与所述整流器的输出端连接，所述供电逆变器的输出端分别连接所述直流风力发电机组的偏航系统、变桨系统、变流系统和风机控制器。

可选地，所述直流风力发电机组还包括：单相变压器，对外部提供的两相交流电进行变压；以及单相整流滤波器，所述单相整流滤波器的输入端与所述单相变压器的次级绕组连接，所述单相整流滤波器的输出端连接所述供电逆变器的输入端。