风电场多台发电机组合并网发电设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电技术，特别涉及一种风电场多台发电机组合并网发电设备。
【背景技术】
[0002]现有风力发电系统，除了风力发电机外，均含有一个大功率电子整流逆变装置，以实现三相整流、三相逆变功能，一般逆变输出所得到的为三相690V交流电，然后将逆变输出通过三根电缆送至升压变压器隔离并升至3.4KV或更高的电压，然后通过升压变压器的次级将能量输入电网。如果一个风场有多台风力发电机组，而每台都需要一个升压变压器进行升压隔离和输出，或者几台共用一个升压变压器，然后将所有的升压变压器的二次侧并联入电网，输出风场的总能量。
[0003]现有风力发电设备的特点是:(I)、一个风场需要大量的升压变压器，成本较高；
(2)、另外连接的电缆数量较多、连接点较多，也增加了成本并且使可靠性降低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种风电场多台发电机组合并网发电设备，可以输出上万伏的正弦波交流电压，大大减少变压器使用数量。
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种风电场多台发电机组合并网发电设备，包括:
[0006]计算机主控制系统和分别与所述计算机主控制系统连接的多个风力发电单元，所述多个风力发电单元的输出端U和V端子依次串联构成风力发电单元组，第一个风力发电单元的U端子和最后一个风力发电单元的V端子构成该风力发电单元组的输出端，风力发电单元组的输出端输出波形为预设频率的正弦波，计算机主控制系统用于向每个风力发电单元输出的脉冲宽度调制信号；
[0007]其中，每个风力发电单元包括:
[0008]风力发电机，用于将风能转换成电能；
[0009]整流电路，与所述风力发电机相连，用于将风力发电机发出的电能转换为直流电；
[0010]逆变电桥，逆变电桥的输入端与整流电路相连，逆变电桥的控制端通过通讯以及控制模块与所述计算机主控制系统连接，用于向计算机主控制系统发送状态信号，并接收计算机主控制系统输出的脉冲宽度调制信号，并根据接收到的脉冲宽度调制信号将整流电路输出的直流电转换成脉冲电流，通过逆变电桥的输出端U和V端子输出；
[0011]通讯及控制模块，用于将连接所述计算机主控制系统，对所述逆变电桥进行控制。
[0012]进一步的，在上述设备中，所述整流电路由三相电抗器，带续流二极管的第一至第六大功率开关器件及滤波电容组成，其中，所述三相电抗器的输入端与风力发电机连接，所述三相电抗器其输出端与第一至第六大功率开关器件V1-V6构成的电路进行串联，第一至第六大功率开关器件V1-V6组成的电路与滤波电容之间构成并联关系，同时，整流电路输出端与逆变电桥输入端之间形成串联关系。
[0013]进一步的，在上述设备中，所述第一至第十大功率开关器件由GTO或者IGBT构成。
[0014]进一步的，在上述设备中，每个风力发电单元还包括第一电流检测装置和第二电压检测装置，用于分别对逆变电桥的直流输入电流和电压进行检测，并将检测信号通过通讯及控制模块输入计算机主控制系统，其中，第一电流检测装置、第二电压检测装置与逆变电桥三者之间构成串联关系。
[0015]进一步的，在上述设备中，所述逆变电桥14由带续流二极管的第七至第十大功率开关器件组成，其中，逆变电桥14与第一电流检测装置15以及第二电压检测装置16三者之间构成串联关系，并通过控制线路与通讯及控制模块17进行连接。
[0016]进一步的，在上述设备中，所述第一个风力发电单元的U端子和最后一个风力发电单元的V端子上分别安装有与计算机主控制系统相连的第二电流检测装置和第二电压检测装置。
[0017]与现有技术相比，本发明采用多电平逆变(SPWM)技术，利用计算机主控制系统进行逆变电桥级联控制，将多个风力发电单元串联起来，构成风力发电单元组，依靠整流电路，在不使用变压器的情况下，可以输出上万伏的正弦波交流电压，可以大大减少变压器使用数量，同时也相应减少了连接的电缆数量，这样一来就降低了发电成本，达到升压目的，并且具有输出电压谐波失真低，设备可靠性高的特点。
【附图说明】
[0018]图1是本发明一实施例的风力发电单元的结构示意图；
[0019]图2是本发明一实施例的通讯及控制模块的连接示意图；
[0020]图3是本发明一实施例的风电场多台发电机组合并网发电设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0022]如图1?3所示，本发明提供一种风电场多台发电机组合并网发电设备，包括:
[0023]计算机主控制系统401和分别与所述计算机主控制系统401连接的多个风力发电单元101，所述多个风力发电单元101的输出端U和V端子依次串联构成风力发电单元组，第一个风力发电单元的U端子和最后一个风力发电单元的V端子构成该风力发电单元组的输出端，风力发电单元组的输出端输出波形为预设频率的正弦波，计算机主控制系统用于向每个风力发电单元输出的脉冲宽度调制信号；
[0024]其中，如图1和2所示，每个风力发电单元101包括:
[0025]风力发电机11，用于将风能转换成电能；
[0026]整流电路12，与所述风力发电机11相连，用于将风力发电机11发出的电能转换为直流电；
[0027]逆变电桥14，逆变电桥14的输入端与整流电路12相连，逆变电桥14的控制端通过通讯以及控制模块17与所述计算机主控制系统401连接，用于向计算机主控制系统401发送状态信号，并接收计算机主控制系统401输出的脉冲宽度调制信号(PWM，Pulse WidthModulat 1n)，并根据接收到的脉冲宽度调制信号将整流电路输出的直流电转换成脉冲电流，通过逆变电桥的输出端U和V端子输出；
[0028]如图2所示，通讯及控制模块17，用于将连接所述计算机主控制系统401，对所述逆变电桥14进行控制。具体的，逆变电桥级联技术可应用在高压大功率变频器邻域，逆变电桥作为变频器的功率单元，其输出电压和功率与变频器的输出电压和功率直接相关。为了提高变频器的输出电压和功率，可以将多个逆变电桥进行级联，然后通过计算机主控制系统能够输出上万伏的正弦波交流电，对大功率交流设备进行控制，构成所谓的级联式高压大功率变频器。本实施例采用多电平逆变(SPWM)技术，利用计算机主控制系统进行逆变电桥级联控制，将多个风力发电单元串联起来，构成风力发电单元组，依靠整流电路，可以输出上万伏的正弦波交流电压。
[0029]本发明提供风电场多台发电机组合并网发电设备一优选的实施例中，如图1所示，所述整流电路12由三相电抗器19，带续流二极管的第一至第六大功率开关器件V1、V2、V3、V4、V5、V6及滤波电容13组成，其中，所述三相电抗器19的输入端与风力发电机11连接，所述三相电抗器19的输出端与第一至第六大功率开关器件V1-V6构成的电路进行串联，大功率器件V1-V6构成的电路与滤波电容之间构成并联关系。同时，整流电路输出端与逆变电路输入端之间形成串联关系。
[0030]本发明提供风电场多台发电机组合并网发电设备一优选的实施例中，所述第一至第十大功率开关器件Vl?VlO由GTO(门极可关断晶闸管)或者IGBT (绝缘栅双极性晶闸管)构成。
[0031]本发明提供风电场多台发电机组合并网发电设备一优选的实施例中，如图1所示，每个风力发电单元101还包括第一电流检测装置15和第二电压检测装置16，用于分别对逆变电桥14的直流输入电流和电压进行检测，并将检测信号通过通讯及控制模块17输入计算机主控制系统401，其中，第一电流检测装置15、第二电压检测装置16与逆变电桥14二者之间构成串联关系。
[0032]本发明提供风电场多台发电机组合并网发电设备一优选的实施例中，如图1所示，所述逆变电桥14由带续流二极管的第七至第十大功率开关器件V7、V8、V9、Vl