[发明专利]一种直驱异步风力发电机系统

权利要求书

1.一种直驱异步风力发电机系统，其特征在于，包括：

风力发电机组包括风机叶轮、联轴器、多极异步发电机和无功补偿装置；

所述多极异步发电机通过所述联轴器与叶轮直接连接，所述多极异步发电机的转速与所述叶轮一致；所述无功补偿装置用于补偿所述多极异步发电机的功率因数；

所述多极异步发电机的输出通过集电线路并入集电母线；所述集电母线与所述多极异步发电机的输出为同频的低频电能；根据预设规则和所述风力发电机组的额定功率确定所述多极异步发电机的额定电压与所述多极异步发电机之间极限距离的对应关系；

设于集电装置的升压设备用于将接收自所述集电母线的低频电能转换为工频电能，并控制并入所述集电母线的各所述风力发电机组的功率、频率和电压。

2.根据权利要求1所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，所述无功补偿装置包括：

并联电容器或SVG。

3.根据权利要求2所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，

所述无功补偿装置装设于各所述风力发电机组的风机塔架、装设于塔底配电间，或，装设于所述集电装置。

4.根据权利要求3所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，所述无功补偿装置采用并联电容器时，补偿容量为欠补偿或过补偿。

5.根据权利要求4所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，所述并联电容器欠补偿的欠补量包括5％-10％，或，所述过补偿的过补量包括5％-10％。

6.根据权利要求1所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，所述升压装置包括大型变流器和升压变压器。

7.根据权利要求1所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，所述升压装置包括倍频变压器。

8.根据权利要求1所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，所述多极异步发电机的额定电压包括：

MW以上级的风力发电机组采用3千伏至10千伏的高压发电机。

9.根据权利要求1所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，所述控制并入所述集电母线的各所述风力发电机组的功率、频率和电压，包括：

接于同一集电母线的各风力发电机组转速同步受到控制，包括：

风速不变的情况下：风力发电机组的功率提升时，其转差率增加，其风机叶轮转速下降、集电母线侧的电能频率降低；当风力发电机组的功率降低时，其转差率减小，其风机叶轮转速提升、集电母线侧的电能频率升高。

风力发电机组出力不变的情况下：风速下降时，其转差率增加，其风机叶轮转速下降、集电母线侧的电能频率降低；风速上升时，其转差率减小，其机叶轮转速提升、集电母线侧的电能频率升高。

10.根据权利要求9所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，所述控制并入所述集电母线的各所述风力发电机组的功率、频率和电压，包括：

根据公式(1)控制并入所述集电母线的各所述风力发电机组的功率、频率和电压；

其中，n为风机叶轮的转速，f为输出电能频率，s为多极异步发电机转差率，p为多极异步发电机的极对数。

11.根据权利要求10所述的直驱异步风力发电机系统，其特征在于，包括：

并联接于同一所述集电母线的各所述风力发电机组的发电机型号和功率配置相同。