风力发电系统的制作方法_2

[0055] 于上述实施例中，风力发电机8及交流电网的电压等级可为但不限于中压等级， 例如1KV?10KV。
[0化6] 风力发电系统1主要包含多个第一变换电路10及一第二变换电路11，其中每一第 一变换电路10的一第一机侧端口 100与风力发电机8的电能传输端80电连接，每一第一 变换电路10的第一网侧端口 101与隔离变压器T的次级侧的多个次级绕组化中对应的次 级绕组化电连接，每一第一变换电路10可将风力发电机8所产生的交流电能转换，并经由 隔离变压器T传送至交流电网。当然，于其它实施例中，每一第一变换电路10也可经由隔 离变压器T接收交流电网所产生的交流电能，并将交流电网产生的交流电能转换后输出至 风力发电机8。
[0化7] 第二变换电路11的多个第二机侧端口 110中的任一第二机侧端口 110与对应的 第一变换电路10的第一机侧端口 100串联电连接，并经由第一变换电路10而与风力发电 机8的电能传输端80的其中一相绕组电连接，第二变换电路11的一第二网侧端口 111与 多个次级绕组化中对应的次级绕组化电连接，第二变换电路11选择性地进行运作，并于 运作时将风力发电机8所产生的交流电能转换，并经由隔离变压器T传送至交流电网。当 然，于其它实施例中，第二变换电路11也可经由隔离变压器T接收交流电网所产生的交流 电能，并将交流电网产生的交流电能转换后输出至风力发电机8。当第二变换电路11运作 时，可分担多个第一变换电路10的电能转换工作，使多个第一变换电路10所承受的电压应 力降低。
[0化引于上述实施例中，风力发电机8可为但不限于为一 3N相的风力发电机，其中N为 自然数，例如图1所示，风力发电机8为3相风力发电机，故风力发电机8的电能传输端80 实际上可为S相绕组（未图示），每一相绕组各自具有一相电压，而每一第一变换电路10的 第一机侧端口 100实际上电连接于风力发电机8的S相绕组中的其中一相绕组。另外，第 一变换电路10的个数可为=的倍数，例如图1所示，第一变换电路为3个。隔离变压器T 的次级绕组化的个数则对应于第一变换电路10的个数与第二变换电路11的个数的总和， 例如图1所示，对应于=个第一变换电路10及一个第二变换电路11，故次级绕组化的个数 为4个。
[0化9] 另外，如图1所示，每一第一变换电路10可为但不限于S相/单相转换电路，且每 一第一变换电路10包含一第一机侧变换器102、一第一网侧变换器103及第一直流母线储 存单元104。第一机侧变换器102具有一第一交流侧及一第一直流侧，第一交流侧与第一 变换电路10的第一机侧端口 100电连接，并经由第一机侧端口 100而与风力发电机8电连 接，第一机侧变换器102可为但不限于W脉冲宽度调制（PWM)方式运作，且第一交流侧实际 上构成第一机侧端口 100。第一网侧变换器103具有一第二交流侧及一第二直流侧，第二交 流侧与多个次级绕组化中对应的次级绕组化电连接，实际上构成第一网侧端口 101，第一 网侧变换器103可为但不限于W脉冲宽度调制方式运作。第一直流母线储存单元104可为 但不限于由至少一汇流排电容所构成，且电连接于第一机侧变换器102的第一直流侧和第 一网侧变换器103的第二直流侧，用W储存一第一直流电压Vdcl。第一变换电路10通过第 一机侧变换器102、第一网侧变换器103及第一直流母线储存单元104而构成交流/直流/ 交流电路架构。
[0060] 又于一些实施例中，如图1所示，第一变换电路10可为两电平的电路架构，且第一 机侧变换器102具有两个桥臂，故第一机侧变换器102实际上可为单相全桥两电平的电路 架构，而两个桥臂构成H桥，每一桥臂具有彼此串联连接的两个开关元件，其中开关元件可 为但不限于由绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar "Transistor ;IGBT)所构成。第 一网侧变换器103则为=相全桥两电平的电路架构，而第一网侧变换器103具有=个桥臂 (A相桥臂、B相桥臂及C相桥臂），每一桥臂具有彼此串联连接的两个开关元件。另外，第一 机侧变换器102还可具有一斩波电路（化opper) 105,与第一机侧变换器102的两个桥臂并 联连接，该斩波电路105是由至少一开关元件及至少一电阻串联连接所构成，斩波电路105 用W抑制第一变换电路10中的电压和电流，W构成保护机制。
[0061] 第二变换电路11可为但不限于S相/ S相转换电路，且第二变换电路11包含一 第二机侧变换器112、一第二网侧变换器113及一第二直流母线储存单元114,其中第二机 侧变换器112具有一第=交流侧及一第=直流侧，该第=交流侧与第二变换电路11的多个 第二机侧端口 110电连接，并经由第二机侧端口 110而与每一第一变换电路10的第一机侧 端口 100串联电连接，且与风力发电机8的电能传输端80电连接，第二机侧变换器112可W 脉冲宽度调制方式运作。第二网侧变换器113具有一第四交流侧及一第四直流侧，该第四 交流侧系与多个次级绕组化中对应的次级绕组化电连接，实际上构成第二网侧端口 111， 第二网侧变换器113可W脉冲宽度调制方式运作。第二直流母线储存单元114电连接于第 二机侧变换器112的第=直流侧和第二网侧变换器113的第四直流侧，用W储存一第二直 流电压Vdc2。第二变换电路11通过第二机侧变换器112、第二网侧变换器113及第二直流 母线储存单元114而构成交流/直流/交流电路架构。
[0062] 于上述实施例中，第二变换电路11可为两电平的电路架构，第二机侧变换器112 及第二网侧变换器113分别具有=个桥臂，例如第二机侧变换器112及第二网侧变换器113 可为=相全桥两电平的电路架构，每一桥臂具有彼此串联连接的两个开关元件，且第二机 侧变换器112的每一桥臂的交流侧端口形成多个第二机侧端口 110中对应的第二机侧端口 110。当然，第二机侧变换器112同样可具有斩波电路，而第二机侧变换器112的斩波电路 的电路结构及特性类似于第一机侧变换器102的斩波电路105,故在此不再寶述。
[0063] 当然，第一变换电路及第二变换电路的电路架构并不局限于如图1所示，W下将 W图2-5来示范性说明第一变换电路及第二变换电路的其它可能实施方式，而由于图2-5 所示的第一变换电路及第二变换电路的工作原理皆相仿，故仅W相同符号的元件代表结构 与功能相仿，不再寶述元件特征及运行方式。请参阅图2,其为本申请第二实施例的风力发 电系统的电路结构示意图。由图2所示可知，相较于图1所示的第一变换电路10,本实施例 的风力发电系统1的第一变换电路20改为=电平的电路架构，而第一变换电路20的第一 机侧变换器202改为单相全桥=电平的电路架构，而第一网侧变换器203改为=相=电平 的电路架构。
[0064] 另外，相较于图1所示的第二变换电路11，本实施例的第二变换电路21同样改为 =电平的电路架构，而第二变换电路21的第二机侧变换器212及第二网侧变换器213改为 =相=电平的电路架构。
[0065] 请参阅图3,其为本申请第S实施例的风力发电系统的电路结构示意图。由图3所 示可知，相较于图1所示的第二变换电路21为交流/直流/交流电路架构，本实施例的第 二变换电路31改为双级矩阵变换电路，故属于交流/交流电路架构，因此第二变换电路31 实际上仅具有第二机侧变换器312及第二网侧变换器313,而不具有类似于图1所示的第二 直流母线储存单元114。
[0066] 请参阅图4,其为本申请第四实施例的风力发电系统的电路结构示意图。由图4所 示可知，相较于图3所示的第二变换电路31，本实施例的第二变换电路41虽然同样为交流 /交流电路架构，但第二变换电路41的电路态样改为常规矩阵变换电路。
[0067] 请参阅图5,其为本申请第五实施例的风力发电系统的电路结构示意图。由图5所 示可知，相较于图4所示的第一变换电路10为交流/直流/交流电路架构，本实施例的第 一变换电路50改为=相/单相矩阵变换电路，即为交流/交流电路架构。
[0068] W下将W图1所示的风力发电系统1的电路架构来示范性说明本申请可达到的功 效。请参阅图6及图7并配合图1，其中图6为图1所示的风力发电系统的部分结构示意 图，图7为图6所示的风力发电系统的简化模型示意图。于图6及图7中，相电压V_Fa、相 电压V_Fb及相电压V_Fc分别为第二变换电路11于A相的第二机侧端口 110、B相的第二 机侧端口 110及C相的第二机侧端口 110所输出的相电压，输出电压V_Ha为与风力发电机 8的=相绕组中的A相绕组电连接的第一变换电路10的第一机侧变换器102于第一交流侧 所输出的输出电压，输出电压VJlb为与风力发电机8的S相绕组中的B相绕组电连接的第 一变换电路10的第一机侧变换器102于第一交流侧所输出的输出电压，输出电压V_Hc为 与风力发电机8的=相绕组中的C相绕组电连接的第一变换电路10的第一机侧变换器102 于第一交流侧所输出的输出电压，相电压V_Gen_a、V_Gen_b、V_Gen_c分别为风力发电机8 于S相绕组中的A相绕组、B相绕组及C相绕组的相电压，输出电压V_conv_a为与风力发电 机8的=相绕组中的A