[发明专利]双转子结构变速恒频风力发电系统的控制方法

摘要

双转子结构变速恒频风力发电系统的控制方法，属于风力发电系统的控制技术领域。本发明为了解决现有双转子风力发电系统只能在低风速下高效运行的问题。它在风力机所处环境的风速达到其切入风速时风力机开始旋转，带动齿轮传动机构工作，检测风力机所处环境的风速，当风力机所处环境的风速小于其额定风速时，控制调速电机转速，使发电机达到并网频率，发电机并网后，改变调速电机的转速，进而改变风力机输出轴的转速，以实现最大功率跟踪控制；当风力机所处环境的风速大于或等于其额定风速时，控制调速电机为转矩控制状态，使发电机额定运行，并且调速电机通过变频器将输出功率馈送给电网。本发明用于双转子结构风力发电系统的控制。

主权项

一种双转子结构变速恒频风力发电系统的控制方法，所述双转子结构变速恒频风力发电系统包括风力机(1)、齿轮传动机构、发电机(3)、调速电机(4)和变频器(5)，风力机(1)通过齿轮传动机构分别与发电机(3)和调速电机(4)的输入轴连接，调速电机(4)的电信号输出端连接变频器(5)的电信号输入端，变频器(5)的电信号输出端作为电网的输入端；发电机(3)的电信号输出端作为电网的输入端，发电机(3)和调速电机(4)同轴设置，发电机的定子(3‑2)和调速电机的定子(4‑2)均固定在壳体上，所述齿轮传动机构的传速比范围为2.8‑13；所述齿轮传动机构分为两种形式：第一种为：所述齿轮传动机构由太阳轮(2‑1)、行星架(2‑2)、多个行星齿轮(2‑3)和内齿圈(2‑4)组成，多个行星齿轮(2‑3)位于内齿圈(2‑4)内，并且行星齿轮(2‑3)沿太阳轮(2‑1)的外圆周方向分布，风力机(1)的输出轴连接行星架(2‑2)的输入轴，行星架(2‑2)用于支撑所有的行星齿轮(2‑3)，行星齿轮(2‑3)同时与太阳轮(2‑1)和内齿圈(2‑4)相啮合，太阳轮(2‑1)、行星架(2‑2)和内齿圈(2‑4)的中轴线相重合，太阳轮(2‑1)的旋转轴连接发电机的转子(3‑1)的转轴，发电机的转子(3‑1)与发电机的定子(3‑2)之间为气隙；内齿圈(2‑4)与调速电机的转子(4‑1)的内圆表面固定连接，调速电机的转子(4‑1)与调速电机的定子(4‑2)之间为气隙；第二种为：所述齿轮传动机构由太阳轮(2‑1)、行星架(2‑2)、多个行星齿轮(2‑3)和内齿圈(2‑4)组成，多个行星齿轮(2‑3)位于内齿圈(2‑4)内，并且行星齿轮(2‑3)沿太阳轮(2‑1)的外圆周方向分布，风力机(1)的输出轴驱动内齿圈(2‑4)同步旋转，行星齿轮(2‑3)同时与太阳轮(2‑1)和内齿圈(2‑4)相啮合，行星架(2‑2)用于支撑所有的行星齿轮(2‑3)，行星架(2‑2)位于调速电机的转子(4‑1)内，并与调速电机的转子(4‑1)同轴固定连接，调速电机的转子(4‑1)与调速电机的定子(4‑2)之间为气隙；太阳轮(2‑1)的旋转轴连接发电机的转子(3‑1)的转轴，发电机的转子(3‑1)与发电机的定子(3‑2)之间为气隙；太阳轮(2‑1)、内齿圈(2‑4)及行星架(2‑2)的中轴线相重合；其特征在于，所述控制方法为：在风力机(1)所处环境的风速达到其切入风速时风力机(1)开始旋转，带动齿轮传 动机构工作，检测风力机(1)所处环境的风速，当风力机(1)所处环境的风速小于其额定风速时，控制调速电机(4)转速，使发电机(3)达到并网频率，发电机(3)并网后，改变调速电机(4)的转速，进而改变风力机(1)输出轴的转速，以实现最大功率跟踪控制；当风力机(1)所处环境的风速大于或等于其额定风速时，控制调速电机(4)为转矩控制状态，使发电机(3)额定运行，并且调速电机(4)通过变频器(5)将输出功率馈送给电网。