一种阵列型风力发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种阵列型风力发电系统，包括并网设备、升压设备、逆变设备、汇流设备，小型风力机控制器，中心控制柜以及至少2个发电功率特性相同的小型风力发电机，本发明解决了小型风力发电机组不能低成本完成大规模组网发电的问题，通过将若干个发电功率特性相同的小型风力发电机通过串联连接方式进行叠加组合形成具有规模风力电源能力的风力发电体，完成风力发电并网全过程的风力发电系统技术，能将风能利用空间拓展到城市楼宇顶部风场、噪声敏感区域的风场、其他大型风力发电机不合适运用又存在一定风能利用条件的大小风能场，能根据风场内资源分布特点设置最佳最大装机容量的风力发电系统，可并网更多的风能电力。
【专利说明】—种阵列型风力发电系统
【技术领域】
[0001]本发明属于风能的开发利用【技术领域】，具体涉及一种阵列型风力发电系统。
【背景技术】
[0002]风能的开发利用，通过风力发电机组将自然界的风能收集利用转化为电力能源是全世界再生能源开发利用的一个重要组成部分，近几年随着风力发电机开发、制造技术的发展，风力发电得到了大力发展，但用于生产电力的风力发电机组主要是单机功率在百千瓦及以上的机组如0.5兆瓦、I兆瓦、1.5兆瓦、2兆瓦等级别的机组，国外大的机组已达到单机5兆瓦以上，此类机组的运用在自然条件方面首先是要有好的风场，其次是风力机组要用高高的钢铁塔架将机组发电机架设到空中，要有大的空旷空间，三是机组的叶片很长，受风面积只能是由大风叶旋转画出的圆形，四是由于大型风力机的旋转叶片叶尖的线速度很大会产生噪声，使得不同时具备能满足以上条件的地域风能就难以得到有效开发，在技术条件方面首先是单机功率不足够大的特别小的小型(1000瓦以下)风力发电机组无法实现有经济意义的发电上网条件，也就是风力电力成本是煤电成本的几十、几百或几千倍，其次是生产电力数量很少入网没有意义、不入网又难以得到有效运用，所以小型风力发电机组和大型发电机组都会因自然和技术条件限制，不能得到更多地有效运用，如能有一种技术能实现将N个小型风力发电机的发电能力叠加在一起形成规模发电能力在大型风力发电机组不合适运用的风场地点和区域实现规模化风力发电利用，必能有效扩展风能的开发利用率，让人类风能利用再上一个新台阶。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明公开了一种阵列型风力发电系统，能将按任意规则竖列在有风区域的N个小型风力发电机的发电能力叠加在一起形成规模发电能力的发电系统技术，较好的解决了在大型风力发电机组不合适运用的风场地点和区域实现规模化风力发电利用问题。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
一种阵列型风力发电系统，其特征在于:包括并网设备、升压设备、逆变设备、汇流设备，小型风力机控制器，中心控制柜以及至少2个发电功率特性相同的小型风力发电机，其中并网设备、升压设备、逆变设备、汇流设备通过电线串连，汇流设备的输出端与逆变设备相连接，汇流设备的输入端连接至少I列机组，所述机组由至少2个组件通过串联连接方式连接而成，所述组件由一台小型风力发电机与一台小型风力机控制器连接组成，小型风力机控制器有三个输入端，两个输出端和一个控制端，三个输入端分别与小型风力发电机的三相输出端顺序相连，小型风力机控制器能将风力机输入的交流电转化成直流电，两个输出端分别为进行直流输出的正极和负极，小型风力机控制器的控制端与中心控制柜内的系统控制计算机接口连接。
[0005]作为本发明的一种改进，所述汇流设备为3个。
[0006]作为本发明的一种改进，所述汇流设备的输入端连接2列机组。
[0007]作为本发明的一种改进，所述机组由12个组件通过串联连接方式连接而成。
[0008]本发明的有益效果是:
本发明是通过将若干个发电功率特性相同的小型风力发电机通过串联连接方式进行叠加组合形成具有规模风力电源能力的风力发电体，完成风力发电并网全过程的风力发电系统技术，能将风能利用空间拓展到城市楼宇顶部风场、噪声敏感区域的风场、存在不规则受风区域的风场以及其他大型风力发电机不合适运用又存在一定风能利用条件的大小风能场，它是能根据风场内资源分布特点设置最佳最大装机容量的风力发电系统，可并网更多的风能电力。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意图。
[0010]图2为本发明所述的机组示意图。
[0011]图3为本发明实施例的示意图。
[0012]附图标记列表:
1、并网设备，2、升压设备，3、逆变设备，4、电线，5、汇流设备，6、中心控制柜，7、系统控制计算机，8、组件，9、小型风力机控制器，10、小型风力发电机，11、输入端，12、输出端，13、控制端，14、机组。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例
[0014]如图所示，本发明所述的一种阵列型风力发电系统，包括并网设备1、升压设备2、逆变设备3、汇流设备5，小型风力机控制器9，中心控制柜6以及至少2个发电功率特性相同的小型风力发电机10，其中并网设备1、升压设备2、逆变设备3、汇流设备5通过电线4串连，汇流设备5的输出端连接至少I列机组14，所述机组14由至少2个组件8通过串联连接方式连接而成，所述组件8由一台小型风力发电机10与一台小型风力机控制器9连接组成，小型风力机控制器9有三个输入端11，两个输出端12和一个控制端13，三个输入端11分别与小型风力发电机10的三相输出端顺序相连，小型风力机控制器两个输出端12分别为进行直流输出的正极和负极，小型风力机控制器的控制端13与中心控制柜内的系统控制计算机7接口连接。
[0015]假设风机的桨叶长度为I米，一共三片桨叶，单机发电功率为350瓦,输出电压为28伏交流，输出三相三线制的小型风力发电机为本发明中的小型风力发电机10单体，将2列机组，每列机组由12个组件通过串联连接方式连接，按一定受风规则竖列在风场中，每一台小型风力发电机10配一台小型风力机控制器9。
[0016]小型风力机控制器9的功能就是将三相交流风力发电机输出给控制器的三相交流电变为直流输出，同时完成对风力发电机的运行参数的测量，传送和执行系统控制计算机7发出的控制指令。
[0017]小型风力机控制器9有三个输入端11，两个输出端12和一个控制端13，三个输入端分别与风力发电机的三相输出端顺序相连，控制器两个输出端是进行直流输出的正极和负极用于输出电力，控制端与系统控制中心计算机接口连接，用于往返传递测量数据、控制信号。
[0018]一台小型风力发电机10与一台小型风力机控制器9连接组成一个组合件，称之为一个组件8，将12个组件8按直流电源串联连接的方式连接起来，即将小型风力机控制器9输出端12的正极与另一组件输出端的负极连接起来，组成一列具备输出12倍单台小型风力发电机10输出直流电压的风力发电机直流电源机组(v=24xl2=288，I列的直流电压为288v)。
[0019]系统控制计算机7是用来对若干台小型风力发电机的工作状态进行管理控制的计算机，它能根据各台小型风力机控制器9传回的数据，对各台小型风力发电机10的工作状态作出判断和发出控制信息，确保任意一台小型风力发电机10处于发电状态时控制器能输出附合系统设计所规定参数的直流电压及电流，如24伏直流电压及电流，当其中一台小型风力发电机10处于非正常工作状态，小型风力机控制器9不能输出系统所规定参数的直流电压及电流时，系统控制计算机7指令小型风力机控制器9能将这台小型风力发电机10分离出运行中的系统，而不影响本列机组14以及系统中其它风力发电机的正常工作，当被分离出的小型风力发电机10恢复正常工作状态时，小型风力机控制器9也能及时将此风力发电机切入串联在原机组列中，让其发挥发电功能作用。
[0020]将2列具有相同特性的直流电源机组14并联接入具有若干路直流输入的汇流设备5，所述汇流设备5为直流汇流箱，将直流汇流箱的输出与直流变交流的逆变设备3 (电源逆变器)的直流输入端相连，当直流汇流箱输出的直流电压达到电源逆变器的工作电压范围时，如250—1000伏直流电压时，逆变器即将输入的直流电变换成三相380伏的交流电作为可并入电网的电源进行利用了，以上就是24个350瓦发电装机功率的阵列型风力发电系统通过2x12连接方式实现的技术过程。
[0021]本发明是通过将若干个发电功率特性相同的小型风力发电机通过串联连接方式进行叠加组合形成具有规模风力电源能力的风力发电体，完成风力发电并网全过程的风力发电系统技术，本发明所述汇流设备也可以为2-3个，若干列机组14分接到2-3个直流汇流箱上，再并联到电源逆变器上，如图3所示，同理，电源逆变器也可以为2-3个，本发明能将风能利用空间拓展到城市楼宇顶部风场、噪声敏感区域的风场、存在不规则受风区域的风场以及其他大型风力发电机不合适运用又存在一定风能利用条件的大小风能场，它是能根据风场内资源分布特点设置最佳最大装机容量的风力发电系统，可并网更多的风能电力。
[0022]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【权利要求】
1.一种阵列型风力发电系统，其特征在于:包括并网设备、升压设备、逆变设备、汇流设备，小型风力机控制器，中心控制柜以及至少2个发电功率特性相同的小型风力发电机，其中并网设备、升压设备、逆变设备、汇流设备通过电线连接形成串连关系，汇流设备的输出端与逆变设备相连接，汇流设备的输入端连接至少I列机组，所述机组由至少2个组件通过串联连接方式连接而成，所述组件由一台小型风力发电机与一台小型风力机控制器连接组成，小型风力机控制器有三个输入端，两个输出端和一个控制端，三个输入端分别与小型风力发电机的三相输出端顺序相连，小型风力机控制器能将风力机输入的交流电转化成直流电，两个输出端分别为进行直流输出的正极和负极，小型风力机控制器的控制端与中心控制柜内的系统控制计算机接口连接。
2.根据权利要求1所述的一种阵列型风力发电系统，其特征在于:所述汇流设备的输入端连接2列机组。
3.根据权利要求2所述的一种阵列型风力发电系统，其特征在于:所述机组由12个组件通过串联连接方式连接而成。
4.根据权利要求1所述的一种阵列型风力发电系统，其特征在于:所述汇流设备为3个。
【文档编号】F03D9/00GK104047807SQ201410281864
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】濮世贵 申请人:南京源丰能源开发有限公司