双模式并网方法、控制装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双模式并网方法、控制装置及系统，其中，该双模式并网方法包括：检测风力发电机所处的当前风速；判断检测到的当前风速是否小于预设的切换速度，若当前风速小于预设的切换速度，则启用全功率整流同步并网模式向电网馈电；若当前风速大于或等于所述切换速度，则启用异步双馈并网模式向电网馈电。因此，通过实施本发明的双模式并网方法、控制装置及系统，能够提高风能利用率。
【专利说明】双模式并网方法、控制装置及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风电【技术领域】，特别涉及一种双模式并网方法、控制装置及系统。
【背景技术】
[0002] 风力发电是风能利用的主要方式，近年来，风电技术和风电产业发展迅猛，但迄今 国内外风力发电技术的开发多注重于5-6级风电场，对风力相对较小的内陆城市的风能利 用问题尚疏于研究。必须注意到，虽然高风速风场最适宜风力发电，但多分布在偏远地区， 长距离的电力输送存在困难，而且随着风电场的开发，受地域的限制，高风速风力发电场的 选址也将越来越困难。
[0003] 本申请的发明人调查发现，很多大城市及其周边电力负荷集中，且位于低风速 区（年平均风速不超过5. 8m/s)，这样看来，开发适合低风速风力发电的大型风力发电机 (组），将会很好地利用风能资源，而且能大大降低风力发电的单位成本，对调整能源结构 具有重要意义。
[0004] 但又经本申请的发明人研究发现，风力发电机在低风速工况下风能利用效率较 低，主要原因如下：
[0005] 随着风能利用技术的不断发展，世界范围内开发出了多种形式的风力发电机，其 中变速恒频双馈风力发电机因风轮可以变速运行，通过调节发电机转子电流的大小频率和 相位，从而实现转速的调节，可在很宽的风速范围内保持近乎恒定的最佳叶尖速比进而实 现追求风能最大转换效率，同时又可以启用一定的控制策略灵活的调节系统的有功与无功 功率，抑制谐波，减少损耗，提高系统效率，因而成为目前国际上风力发电方面的研究热点 和必然发展趋势。
[0006] 然而，变速恒频双馈异步发电机（组）在调速范围上存在限制，原因如下：
[0007] 根据最佳叶尖速比的定义
【权利要求】
1. 一种双模式并网方法，其特征在于，该方法包括： 检测风力发电机所处的当前风速； 判断检测到的当前风速是否小于预设的切换速度； 若所述当前风速小于所述切换速度，则启用全功率整流同步并网模式向电网馈电，若 所述当前风速大于或等于所述切换速度，则启用异步双馈并网模式向电网馈电。
2. 根据权利要求1所述的双模式并网方法，其特征在于，所述切换速度大于或等于发 TTf/ . /7 电机的风速最小调节值匕U1 ，其中，λ_为最佳叶尖速比，d为风轮直径，nmin为发 电机最小转速。
3. 根据权利要求1所述的双模式并网方法，其特征在于： 所述切换速度替换为切换功率； 所述当前风速替换为当前发电机功率。
4. 根据权利要求3所述的双模式并网方法，其特征在于，所述切换功率大于或等于发 电机的风速最小调节值所对应的发电机功率。
5. -种双模式并网控制装置，其特征在于，包括： 检测单元，用于检测风力发电机所处的当前风速； 判断单元，用于判断检测到的当前风速是否小于预设的切换速度； 处理单元，用于在所述当前风速小于所述切换速度时，启用全功率整流同步并网模式 向电网馈电，在所述前风速大于或等于所述切换速度，启用异步双馈并网模式向电网馈电。
6. -种双模式并网控制装置，其特征在于，包括： 检测单元，用于检测发电机的当前功率； 判断单元，用于判断检测到的当前功率是否小于预设的切换功率； 处理单元，用于在所述当前功率小于所述切换功率时，启用全功率整流同步并网模式 向电网馈电，在所述前功率大于或等于所述切换功率，启用异步双馈并网模式向电网馈电。
7. -种双模式并网系统，其特征在于，包括： 风力发电机及馈电线路，所述风力发电机的发电机（12)通过所述馈电线路与电网（5) 连接； 权利要求5或6所述的双模式并网控制装置，用于控制所述馈电线路的并网模式。
8. 根据权利要求7所述的双模式并网系统，其特征在于，所述馈电线路上设置有网侧 变压器（4)、变流器（6)及励磁装置（10);其中： 所述发电机（12)的定子连接有第一、第二馈电线路，其中，所述第一馈电线路经第一 开关（3)与所述网侧变压器（4)连接；所述第二馈电线路经第二开关（8)与所述变流器（6) 连接，所述变流器（6)与所述网侧变压器（4)连接； 所述发电机（12)的转子连接有第三、第四馈电线路，其中，所述第三馈电线路经第三 开关（9)与所述变流器（6)连接；所述变流器（6)与所述网侧变压器⑷连接；所述第四馈 电线路经第四开关（11)与所述励磁装置（10)连接； 其中，所述双模式并网控制装置用于控制所述第一、第二馈电线路以及第三、第四馈电 线路的通断。
9. 根据权利要求7所述的双模式并网系统，其特征在于，所述馈电线路上设置有：网侧 变压器（4)、变流器（6)及励磁装置（10);其中： 所述发电机（12)的定子经第一换向开关（13)分别连接有第一、第二馈电线路连接；所 述第一馈电线路与所述网侧变压器（4)连接，所述第二馈电线路经所述变流器（6)与所述 网侧变压器（4)连接； 所述发电机（12)的转子经第二换向开关（14)分别连接有第三、第四馈电线路，所述第 三馈电线路经所述变流器（6)与所述网侧变压器（4)连接，所述第四馈电线路与所述励磁 装置（10)连接； 其中，所述双模式并网控制装置用于控制所述第一换向开关（13)及所述第二换向开 关（14)的连接线路。
10. 根据权利要求8或9所述的双模式并网系统，其特征在于： 所述风力发电机包括：风轮、风机主轴、齿轮箱（1)及发电机（12);所述风机主轴连接 风轮、齿轮箱（1)及发电机（12)，并装载主轴制动器（2);其中，所述发电机（12)为双馈异 步发电机；和/或， 所述变流器（6)具有变流器控制器（7)，用于控制所述变流器（6)的工作状态。
【文档编号】H02J3/38GK104269884SQ201410545591
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】缪瑞平, 高松筠 申请人:三一重型能源装备有限公司