[发明专利]改进式双馈风力发电机系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种改进式双馈风力发电机系统及其控制方法，其系统包括齿轮增速箱、双馈风力发电机、无极变速器以及磁变流器，齿轮增速箱前端连接风电叶片，后端连接双馈风力发电机电机轴，双馈风力发电机电机轴还连接无极变速器和离合器，双馈风力发电机电压输出端分别连接磁变流器和逆变器，逆变器通过电源线连接电源系统。本发明系统和方法能应对电网不稳定状况，通过采用分级控制策略，选择性使用磁变流器、无极变速器和离合器，对双馈风力发电机的主轴的扭矩进行自动调控，能够避免发生电机组和风电片加速，而导致机轴受过大扭矩变形，甚至轮轴断裂现象，保障双馈风力发电机系统的正常工作，并提高设备的使用寿命。

主权项

一种双馈风力发电机的控制方法，其特征在于，采用三级控制方案对双馈风力发电机的工作方式进行选择控制，设定扭矩参考值的关系为J1﹤J2﹤J3，根据扭矩参考值实施对双馈风力发电机的不同工作状态的选择控制，具体如下：a.第一级控制方案：当主控制系统检测到双馈风力发电机的主轴的扭矩未达到设定的明显扭矩参考值J1时，采用磁变流器控制方法，通过增大双馈风力发电机的风电叶片阻尼，来减小双馈风力发电机的主轴的扭矩，实现双馈风力发电机转子的减速控制；b.第二级控制方案：当主控制系统检测到双馈风力发电机的主轴的扭矩达到明显扭矩参考值J2时，或者超过明显扭矩参考值J2时，但未达到需要停机操作时的双馈风力发电机的主轴工作极限扭矩参考值J3时，采用无级变速器控制方法，来减小双馈风力发电机的主轴的扭矩，实现双馈风力发电机转子的减速控制；c.第三级控制方案：当主控制系统检测到双馈风力发电机的主轴的扭矩达到双馈风力发电机的主轴工作极限扭矩参考值J3时，采用自动离合控制方法，来减小双馈风力发电机的主轴的扭矩，控制离合器脱开双馈风力发电机的风电叶片和转子，切断风电叶片和转子之间的动力传输，能使双馈风力发电机的转子处于空载状态。