[发明专利]一种适用于分散式风力发电机组的全集成式风电机组机舱

说明书

本发明公开了一种适用于分散式风力发电机组的全集成式风电机组机舱，包括设置在舱体内的主传动系统和双馈式发电机，所述主传动系统和双馈式发电机之间通过联轴器联接，所述全集成式风电机组机舱还包括设置在舱体内的变流系统和升压系统，所述双馈式发电机和变流系统之间通过电缆一联接，变流系统和升压系统之间通过电缆二联接，电缆三与升压系统联接，通过电缆三实现电能输出。本发明将变流器和变压器集成设计在机舱内部，使得机舱内的主要部件高度集成于一体，避免了电损以及成本的增加。

技术领域

本发明涉及一种风电机组机舱，尤其涉及一种适用于分散式风力发电机组的全集成式风电机组机舱。

背景技术

分散式风力发电就是在配电网负载端分散安装风电机组，风力发电站位于负荷中心附近，不以大规模远距离送电为目的，所产生的电力就近接入当地电网进行消纳。 对于风能资源比较丰富的地区，当配电电网供电半径较大时，可以考虑在配电网负载端分散安装风电机组。这样不但可以实现风力发电，好通过就地补偿负载有功功率和无功功率，减少来自配电网的有功功率和无功功率，进而降低配电网电网损失。因此，分散式风力发电具有投资规模小，建设周期短；输送距离短，线损少，成本低；不参与竞价，上网电价高，预期收益好；靠近负荷中心，就地并网消纳，限电风险小；投资主体多元化，园区/社区/村镇风电均为发展形式等特点。

双馈风力发电机组是一种适用于分散式风力的发电机组，其采用双馈绕线型异步发电机，属于变速恒频风力发电系统，具有风能利用系数高，不但能吸收由风速突变所产生的能量波动且避免主轴及传动机构承受过大的扭矩和应力，还能自由调整有功和无功功率，改善系统的功率因数，实现对频率和电压的方便调节等优点。

双馈风力发电机组机舱是双馈风力发电机组的一个重要组成部件，其作用是利用风轮捕捉风能传递到主传动系统，再通过主传动系统的传动链将叶片传过来的低速转动增速为发电机并网发电转速，然后利用发电机输出690V电能，再传输至变流器并通过变压器升压后送入电网。

目前双馈风力发电机组机舱的布置主要存在以下问题：

1、因发电机安装在塔架顶部的机舱内，而变流器安装在塔架底部的平台上，随着塔架逐步升高，部分高塔已达到160m，发电机和变流器之间的距离也越来越远，导致发电机至变流器间的电缆也越来越长，电损越来越大；

2、随着双馈风力发电机组单机容量逐渐增大，目前市场上已出现6MW/8MW单机风电机组，使得发电机至变流器间的690V电缆根数越来越多，导致在马鞍桥处扭缆和解缆出现困难且塔筒内电缆固定成本急剧增长；

3、随着分散式风力发电机组应用越来越广泛，其已经不仅仅是布置在山区、草原等人烟稀少的地方，在人员驻扎的郊区或市区均存在布置风电机组的情况，此时机组对征地面积要求就越来越严苛，而原有油浸式变压器安装需额外征地的需求也越来越难以满足；

4、变压器（升压系统）安装在塔架底部外面，从而会产生运维、防火、防盗、防叶片落冰砸坏等一系列的维护问题，导致维护成本的增加。

经过检索，找到以下相关专利文献：

授权公告号为CN100439702C ，授权公告日为2008年12月3日的中国发明专利公开了一种双馈式变速恒频风力发电机组，包括前机舱底盘、后机舱底盘、发电机、增速箱、 风轮和控制单元，前机舱底盘和后机舱底盘之间的连接面为斜面，后机舱底盘固定在塔架上，发电机置于后机舱底盘上，增速箱置于前机舱底盘上；发电机通过联轴器与增速箱连接，增速箱与风轮的轮毂之间通过端盖连接；控制单元分别与发电机、增速箱、风轮 叶片、主轴相连。

上述专利文献中公开了一种双馈式变速恒频风力发电机组的具体结构，从该专利文献中的内容和附图可以看出，在机舱内部主要是安装了发电机、增速箱、 风轮和控制单元等部件，变流器和变压器均未集成设计在机舱内部。因此，该发电机组的变流器和变压器还是设置在机舱外部，从而会导致发生上述问题。