一种风力发电并网系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种风力发电并网系统，包括风向计、风速计、风车翼、风力机转子、差动永磁电机：其通过增速机连接至所述风力机转子、整流电路、逆变电路、备用发电机、超级电容器组、蓄电池、充电电路、放电电路、控制器：其与风向计、风速计、差动永磁电、电网、充电电路和放电电路和超级电容器组连接。本实用新型在风力发电并网系统中加入了超级电容器组，蓄电池，放电电路和充电电路，使风力发电并网系统所发电能够在电能紧缺的时候供给电网和根据负载情况对电能进行存储，从而提高风力发电系统的电能利用率，拓展其应用面，为用户带来更大的经济效益。
【专利说明】-种风力发电并网系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及风力发电领域，特别是一种风力发电并网系统。
【背景技术】
[0002] 风能、太阳能、生物质能等可再生能源受自然条件的影响，具有间歇性、随机性、不 平滑性，使得它们的导入会加重电力系统的功率波动，影响系统的稳定运行。目前国内的风 电呈爆发式发展，千万千瓦级风电基地不断建成，风电并网至今仍是世界性难题。推动可再 生能源的优化配置是发展智能电网的主要目的之一，未来智能电网既要适应大型电源的集 中接入，还要适应各类可再生能源的分散式接入。
[0003] 可再生能源与智能电网的协调发展离不开储能环节的支持，储能技术是目前构建 智能电网的重要环节之一，储能技术的关键不是简单的储存电能，其核心在于何时储能，何 处储能，以何种速度释放等，以及收集和释放电能两种状态的替换频率。各种储能技术在能 量、功率密度方面存在差异，其对应的应用领域也有较大区别，目前国内的小型风力发电系 统基本上没有能量储备环节，即无蓄电池设备。 实用新型内容
[0004] 本实用新型针对上述不足，公开了一种风力发电并网系统，包括：
[0005] 风向计，其用来测量风向；
[0006] 风速计，其用来测量风速；
[0007] 风车翼，其由一转轴周缘延伸数同向的翼片组成，并借由支撑杆予以支撑枢接集 风单元，所述风车翼半径为8?10米，风车翼为凹形，凹形翼片聚风能力强；
[0008] 风力机转子，其与所述风车翼连接，其上连接有用于动力增速的增速机；
[0009] 差动永磁电机：其通过所述增速机连接至所述风力机转子；
[0010] 整流电路，其输入端与所述差动永磁电机的输出端连接；
[0011] 逆变电路，其输入端与所述整流电路的输出端连接，输出端与电网连接；
[0012] 备用发动机，其与所述差动永磁电机连接，接收所述差动永磁电机的功率分流；
[0013] 超级电容器组：其与所述备用发动机连接，所述超级电容器组为多个电容器串联 连接；
[0014] 蓄电池：其与所述超级电容器组连接；
[0015] 充电电路，其一端与所述蓄电池连接，另一端与所述电网连接；
[0016] 放电电路，其一端与所述蓄电池连接，另一端与所述电网连接；
[0017] 控制器，其与所述风向计、所述风速计、所述差动永磁电、所述电网、所述充电电路 和所述放电电路和所述超级电容器组连接。
[0018] 优选方案是：所述风车翼半径为8?10米。
[0019] 优选方案是：所述超级电容器组为多个电容器串联连接。
[0020] 优选方案是：所述风车翼的翼片为凹形。
[0021] 本实用新型在风力发电并网系统中加入了超级电容器组，蓄电池，放电电路和充 电电路，使风力发电并网系统所发电能够在电能紧缺的时候供给电网和根据负载情况对电 能进行存储，从而提高风力发电系统的电能利用率，拓展其应用面，为用户带来更大的经济 效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的描述，如图1所示， 本实用新型包括：包括：
[0024] 风向计，其用来测量风向；
[0025] 风速计，其用来测量风速；
[0026] 风车翼，其由一转轴周缘延伸数同向的翼片组成，并借由支撑杆予以支撑枢接集 风单元；
[0027] 风力机转子，其与所述风车翼连接，其上连接有用于动力增速的增速机；
[0028] 差动永磁电机：其通过所述增速机连接至所述风力机转子；
[0029] 整流电路，其输入端与所述差动永磁电机的输出端连接，整流电路可以采用三相 不可控整流电路，为了能够提供更加稳定的高效直流电，三相不可控整流电路后端可以接 有DC/DC变换电路，如BOOST电路等，三相不可控整流电路将频率不稳定的交流电转化为直 流电，并输送到BOOST电路的低压端，BOOST电路将低压且不稳定的直流电能转化为稳定的 商压电能；
[0030] 逆变电路，其输入端与所述整流电路的输出端连接，输出端与电网连接，逆变电路 将直流电压重新转换为适合负载和电网使用的稳定交流电压；
[0031] 备用发电机，其与所述差动永磁电机连接，接收所述差动永磁电机的功率分流；
[0032] 超级电容器组：其与所述备用发电机连接；
[0033] 蓄电池：其与所述超级电容器组连接；
[0034] 充电电路，其一端与所述蓄电池连接，另一端与所述电网连接；
[0035] 放电电路，其一端与所述蓄电池连接，另一端与所述电网连接；
[0036] 控制器，其与所述风向计、所述风速计、所述差动永磁电、所述电网、所述充电电路 和所述放电电路和所述超级电容器组连接。
[0037] 利用本实用新型风力发电并网的方法，包括以下步骤：
[0038] 步骤一、通过风向计测量风向、通过风速计测量风速；
[0039] 步骤二、将所述风向计测得的风向参数输入到控制器中，控制器对风向参数进行 计算，并根据计算结果调整变桨距机构，以调整风车翼的角度，使得风车翼处于风能利用最 大化的位置处；
[0040] 步骤三、将所述风速计测得的风速参数也输入到控制器中，控制器根据风向参数 和风速参数计算风车翼带动的风力机转子的理论输出功率，并与实际输出功率进行比较， 如果两者的差值在预定值的范围内，则转向步骤四，如果两者的差值在预定值的范围外，则 转向执行步骤二，重新调整风车翼的角度，并且对风向计和风速计进行性能检测；
[0041] 步骤四、将风力机转子的输出功率传送至增速机，再由增速机传递至差动永磁电 机，差动永磁电机通过与其连接的整流电路将低压且不稳定的直流电能转化为稳定的高压 电能，然后通过逆变电路将直流电压重新转换为适合负载和电网使用的稳定交流电压，最 后将电能并入电网。当风力机转子的输出功率大于差动永磁电机的额定功率时，由控制器 进行控制，将风力机转子的输出功率进入差动永磁电机的差速机构进行功率分流，将超出 额定功率的部分分流至备用发电机，备用发电机发出的电能输出至由多个超级电容器串联 形成的超级电容器组内；如果风力机转子的输出功率小于差动永磁电机的额定功率时，由 控制器进行控制，将风力机转子的输出功率和超级电容器的输出功率共同输入到差动永磁 电机中，其中，所述风力机转子的输出功率和超级电容器的输出功率之和等于所述差动永 磁电机的额定功率；
[0042] 步骤五、通过电量检测器检测超级电容器组内的电量，当电量高于一高值时，将超 级电容器组内的电量转移到蓄电池内，控制器通过放电电路将蓄电池的电能并入电网中， 当电网电能过剩的时候,控制器通过充电电路将电网过剩的电能充到蓄电池中。
【权利要求】
1. 一种风力发电并网系统，其特征在于，包括： 风向计，其用来测量风向； 风速计，其用来测量风速； 风车翼，其由一转轴周缘延伸数同向的翼片组成，并借由支撑杆予以支撑枢接集风单 元； 风力机转子，其与所述风车翼连接，其上连接有用于动力增速的增速机； 差动永磁电机：其通过所述增速机连接至所述风力机转子； 整流电路，其输入端与所述差动永磁电机的输出端连接； 逆变电路，其输入端与所述整流电路的输出端连接，输出端与电网连接； 备用发电机，其与所述差动永磁电机连接，接收所述差动永磁电机的功率分流； 超级电容器组，其与所述备用发电机连接； 蓄电池，其与所述超级电容器组连接； 充电电路，其一端与所述蓄电池连接，另一端与所述电网连接； 放电电路，其一端与所述蓄电池连接，另一端与所述电网连接； 控制器，其与所述风向计、所述风速计、所述差动永磁电、所述电网、所述充电电路和所 述放电电路和所述超级电容器组连接。
2. 根据权利要求1所述的风力发电并网系统，其特征在于，所述风车翼半径为8?10 米。
3. 根据权利要求1所述的风力发电并网系统，其特征在于，所述超级电容器组为多个 电容器串联连接。
4. 根据权利要求1所述的风力发电并网系统，其特征在于，所述风车翼的翼片为凹形。
【文档编号】H02J3/32GK203895991SQ201420189090
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】张怡 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司滨海县供电公司, 滨海强源电气实业有限公司