[发明专利]多直流支路组合调节的宽风速直驱永磁发电系统

摘要

本系统属于直驱永磁风电领域，涉及多直流支路组合调节的宽风速直驱永磁发电系统。本系统组成为：多支路直驱永磁发电机，其定子多支路独立接整流模块后接入支路切换单元并与直流母线相连，直流母线通过网侧逆变器与电网相连；本发明中的支路切换单元改变发电机的投入运行支路数和支路的组合方式控制母线电压值满足在网侧变流器需求。此系统拓展了风力发电机的可发电风速范围并在可发电风速范围内保持了最佳功率运行，提高风能利用率，同时支路投切的可选择性增加了支路的容错性。同时本发明提出的与此系统匹配的支路切换拓扑结构具有结构简单，扩展性强的特点。

主权项

1.一种多直流支路组合调节的宽风速直驱永磁发电系统，其特征在于：该系统包括风力机（1）、由风力机驱动的多支路永磁发电机（2）、机侧变流器（3）、网侧变流器（4）；所述多支路永磁发电机（2）为并联多支路结构，各支路均为m相对称绕组，所述各支路分别连接机侧变流器（3）中的整流单元形成独立直流单元；各独立直流单元与支路切换单元连接，所述支路切换单元对运行支路数和支路组合方式进行控制并通过直流母排与网侧逆变器（4）相连，网侧逆变器（4）与电网连接；所述支路切换单元为可调节投入运行的直流单元数和直流单元组合方式的矩阵式支路切换单元，该支路切换单元通过电力二极管、直流接触器或全控型器件组成支路切换子模块并与树形拓扑结构相结合组成；所述树形拓扑结构具体为，从右向左分为b层，其中b为满足2k≧n的最小值；当n =2k，k=1,2···时的支路切换单元拓扑结构中每一层分支的数目均维持偶数，可两两相互结合组成新的支路；n≠2k（k=1,2···）时的支路切换单元拓扑结构存在第2层分支的数目为奇数的情况，无法满足各分支两两接入支路切换模块的要求，此时将第2层分支中的某一分支直接作为第1层的分支与第1层中的另一分支接入第一层中的支路切换模块。