專利名稱：帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，適應(yīng)于大規(guī)模集中并網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)和智能電(微)網(wǎng)中的分布式發(fā)電系統(tǒng)，尤其是電網(wǎng)容量較小或風(fēng)電裝機(jī)容量占電網(wǎng)總裝機(jī)容量比例較大的區(qū)域。主要用于提高風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可靠性和電能質(zhì)量，并解決風(fēng)電功率輸出間歇性、波動(dòng)性和可預(yù)測(cè)性差帶來(lái)的電網(wǎng)不穩(wěn)定性問(wèn)題。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)能源需求的不斷增長(zhǎng)和環(huán)境問(wèn)題的日益突出，尋求社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展模式，充分利用可再生能源成為各國(guó)政府的重點(diǎn)任務(wù)。風(fēng)能在未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中將占有極其重要的位置。但風(fēng)能具有間歇性和隨機(jī)波動(dòng)性·的特點(diǎn)，風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量和電網(wǎng)容量相比較小時(shí)可以利用電網(wǎng)控制與配網(wǎng)技術(shù)來(lái)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。在過(guò)去幾年中，風(fēng)力發(fā)電大規(guī)模迅速發(fā)展，且我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大多以大規(guī)模集中裝機(jī)的形式開(kāi)發(fā)，個(gè)別地區(qū)風(fēng)電機(jī)組容量占電網(wǎng)裝機(jī)容量的比例超過(guò)15%，對(duì)局部電網(wǎng)產(chǎn)生明顯沖擊，甚至發(fā)生了一系列嚴(yán)重事故。風(fēng)電大規(guī)模集中裝機(jī)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和電網(wǎng)穩(wěn)定性之間的矛盾日益突出，具體問(wèn)題可以分為以下幾方面I)電力負(fù)荷峰谷差日益擴(kuò)大，風(fēng)電峰谷分布和電網(wǎng)負(fù)荷不一致，電網(wǎng)綜合負(fù)載率偏低，系統(tǒng)調(diào)峰難度不斷增大。2)風(fēng)電的功率具有波動(dòng)性，且可預(yù)測(cè)性差，電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)度難度增大。國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)因?yàn)轱L(fēng)電功率波動(dòng)超出了電網(wǎng)調(diào)峰能力范圍而對(duì)風(fēng)電采取拉閘限制的“棄風(fēng)”現(xiàn)象。3)我國(guó)風(fēng)能資源最豐富的地區(qū)絕大部分遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，處于電網(wǎng)末梢，電網(wǎng)建設(shè)相對(duì)薄弱，為保障電網(wǎng)穩(wěn)定性需要增加投資配套建造一些火電廠，有違大力發(fā)展風(fēng)電等清潔能源的初衷。為了充分利用風(fēng)電，提高風(fēng)電機(jī)組的電能質(zhì)量，解決電網(wǎng)接納風(fēng)電面臨的問(wèn)題，必須對(duì)風(fēng)電機(jī)組的輸出功率進(jìn)行平滑，并提高機(jī)組的輸出功率可預(yù)測(cè)性。目前風(fēng)電機(jī)組很多具備動(dòng)態(tài)功率控制功能，采用直接調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和功率可以在一定程度上抑制風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率波動(dòng)，但該方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能利用且對(duì)功率調(diào)節(jié)能力有限。國(guó)外的研究機(jī)構(gòu)已提出了多種儲(chǔ)能方法來(lái)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng)進(jìn)行抑制，抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能等儲(chǔ)能設(shè)備既可抑制有功功率波動(dòng)，又可調(diào)節(jié)無(wú)功功率,可以在很大程度上緩解風(fēng)力發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性問(wèn)題。但抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能雖具有規(guī)模大、能量轉(zhuǎn)換效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但需要特殊的地理?xiàng)l件，建設(shè)的局限性較大，且一次性投資費(fèi)用也較高。飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容器、超導(dǎo)儲(chǔ)能在蓄電容量和價(jià)格等方面的限制，不適用于風(fēng)電場(chǎng)大規(guī)模儲(chǔ)能場(chǎng)合。
發(fā)明內(nèi)容實(shí)用新型目的本實(shí)用新型提供了一種帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其應(yīng)用模式與控制方法，其目的是解決以往的風(fēng)電場(chǎng)安全性低、可靠性低、輸出功率不可預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)無(wú)功的支撐能力差的問(wèn)題。技術(shù)方案本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括輪轂、變槳系統(tǒng)、葉片、底座、發(fā)電機(jī)、變流器、冗余儲(chǔ)能電池、偏航系統(tǒng)、塔架，其特征在于三支葉片安裝于輪轂之上，變槳系統(tǒng)安裝于輪轂之內(nèi)并與葉片連接；塔架頂部通過(guò)偏航系統(tǒng)連接底座，底座上的發(fā)電機(jī)連接輪轂；發(fā)電機(jī)還連接至變流器和冗余儲(chǔ)能電池。 發(fā)電機(jī)為高速發(fā)電機(jī)或低速發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)電機(jī)為高速發(fā)電機(jī)時(shí)，該高速發(fā)電機(jī)通過(guò)齒輪箱和輪轂連接；當(dāng)發(fā)電機(jī)為低速發(fā)電機(jī)時(shí)，該發(fā)電機(jī)和輪轂直接連接。當(dāng)發(fā)電機(jī)為低速發(fā)電機(jī)時(shí)，輪轂和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接通過(guò)法蘭連接，發(fā)電機(jī)定子和 底架連接。冗余儲(chǔ)能電池與變流器通過(guò)直流母線連接。變流器為雙向儲(chǔ)能變流器，冗余儲(chǔ)能電池經(jīng)過(guò)雙向儲(chǔ)能變流器和交流母線連接。如上所述的帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的應(yīng)用模式與控制方法，其特征在于功率平滑模式及控制方法通過(guò)對(duì)冗余儲(chǔ)能電池的功率的動(dòng)態(tài)控制對(duì)發(fā)電機(jī)輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償，從而抑制風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出/^ut的波動(dòng)；冗余儲(chǔ)能功率補(bǔ)償?shù)目刂颇繕?biāo)可以由風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)給定，也可以通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出功率進(jìn)行慣性濾波得出，對(duì)發(fā)電機(jī)輸出功率進(jìn)行慣性濾波得出控制目標(biāo)j **的方法為
*I
P ma — Psv
^1 + sTT為濾波的時(shí)間窗口，可以根據(jù)系統(tǒng)所在區(qū)域的風(fēng)資源和電網(wǎng)具體情況確定，冗余儲(chǔ)能電池輸出的功率控制采用誤差反饋控制，產(chǎn)_為
Kf ·
4 二其中，&為控制器參數(shù)，Tv為控制周期。穩(wěn)壓模式及控制方法如下通過(guò)帶儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無(wú)功控制來(lái)提高電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，防止電壓崩潰事故；在故障時(shí)提供動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐，加速故障后電壓恢復(fù)，減少低壓引起的負(fù)荷釋放；在穩(wěn)壓模式的無(wú)功功率控制采用以下方式
H -乙)=為代·其中，L為電網(wǎng)參考電壓，Vg為測(cè)量電網(wǎng)電壓，為無(wú)功功率控制參數(shù)，Ti為慣性常熟。調(diào)頻模式及控制方法如下在風(fēng)速變化導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸出功率大幅下降時(shí)短時(shí)提供有功功率的支撐，從而有利于維持系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定，冗余儲(chǔ)能電池的功率控制根據(jù)系統(tǒng)有功功率輸出參考值、電網(wǎng)參考頻率和實(shí)測(cè)頻率的誤差進(jìn)行控制，冗余儲(chǔ)能電池的功率控制方法為= ~ ) +( 3 ) 其中，為電網(wǎng)參考頻率，/N為電網(wǎng)額定頻率，&為功率控制參數(shù)。優(yōu)點(diǎn)及效果為提高風(fēng)電場(chǎng)的安全性、可靠性、輸出功率的可預(yù)測(cè)性、動(dòng)態(tài)無(wú)功的支撐能力，并平滑風(fēng)電機(jī)組輸出功率，本實(shí)用新型提供一種帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括風(fēng)能捕獲、機(jī)械能傳遞、電能轉(zhuǎn)換、功率控制及冗余存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)。冗余儲(chǔ)能一方面可以在電網(wǎng)故障或掉電情況下，為風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的主控、變槳、偏航等機(jī)構(gòu)提供冗余備用電源，并避免機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)帶載脫網(wǎng)，從而保證機(jī)組安全穩(wěn)定停機(jī)；另一方面可以抑制風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出功率波動(dòng)并提高其可預(yù)測(cè)性，可以根據(jù)電網(wǎng)穩(wěn)定性和調(diào)度需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)的無(wú)功功率控制，提高系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的支持能力。與現(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組相比，本實(shí)用新型的有益效果是具有更高的安全性和可靠性，尤其在電網(wǎng)故障或掉電情況下，可以保證機(jī)組安全穩(wěn)定停機(jī)，并避免機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)帶載脫網(wǎng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊。同時(shí)具有輸出功率波動(dòng)較小、可預(yù)測(cè)性更強(qiáng)，在電能質(zhì)量和電網(wǎng)無(wú)功支撐性能方面更具有電網(wǎng)友好性。在智能電網(wǎng)中，可以綜合考慮多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行能量的管理，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。該系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣，可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，提高電網(wǎng)對(duì)可再能能源的接納能量，充分的利用風(fēng)能及其他形式的可再生能源。


圖1為本實(shí)用新型的帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為冗余儲(chǔ)能電池接入交流母線的帶冗余儲(chǔ)能風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3為冗余儲(chǔ)能電池接入直流母線的帶冗余儲(chǔ)能風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述如圖I所示，本實(shí)用新型提供一種帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括輪轂I、變槳系統(tǒng)2、葉片3、底座4、發(fā)電機(jī)5、變流器6、冗余儲(chǔ)能電池7、偏航系統(tǒng)8、塔架9，三支葉片安裝于輪轂之上，變槳系統(tǒng)安裝于輪轂之內(nèi)并與葉片連接；塔架頂部通過(guò)偏航系統(tǒng)連接底座，底座上的發(fā)電機(jī)連接輪轂；發(fā)電機(jī)還連接至變流器和冗余儲(chǔ)能電池。 發(fā)電機(jī)為高速發(fā)電機(jī)或低速發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)電機(jī)為高速發(fā)電機(jī)時(shí)，該高速發(fā)電機(jī)通過(guò)齒輪箱10和輪轂連接。當(dāng)發(fā)電機(jī)為低速發(fā)電機(jī)時(shí)，該發(fā)電機(jī)和輪轂直接連接。冗余儲(chǔ)能電池與變流器也可以通過(guò)直流母線連接。這時(shí)，變流器可以通過(guò)對(duì)冗余儲(chǔ)能電池的充放電控制平滑發(fā)電機(jī)輸出有功功率，提高風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出電能質(zhì)量。變流器也可以為雙向儲(chǔ)能變流器，冗余儲(chǔ)能電池經(jīng)過(guò)雙向儲(chǔ)能變流器和交流母線連接。這時(shí)，雙向儲(chǔ)能變流器和冗余儲(chǔ)能電池能夠起到補(bǔ)償作用平滑發(fā)電機(jī)輸出有功功率，提高風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出電能質(zhì)量。[0045]本實(shí)用新型中可以通過(guò)變流器平滑發(fā)電機(jī)輸出的有功功率。并為風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供備用電源，在電網(wǎng)掉電時(shí)避免發(fā)電機(jī)帶載脫網(wǎng)，并為變槳系統(tǒng)、偏航供電保證機(jī)組安全平穩(wěn)停機(jī)。如上所述的帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的應(yīng)用模式與控制方法帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一方面可以通過(guò)葉片從風(fēng)中捕獲能量轉(zhuǎn)換為電能，同時(shí)可以從電網(wǎng)獲得能量存儲(chǔ)在冗余儲(chǔ)能電池系統(tǒng)中，在不同的工況下風(fēng)電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在控制系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的分配和調(diào)節(jié)。不同的目的可以有不同的應(yīng)用模式。本實(shí)用新型的典型應(yīng)用模式及其控制方法如下
·[0047]( I)功率平滑模式及控制方法由于風(fēng)本身所具有的波動(dòng)性和隨機(jī)性特點(diǎn)，風(fēng)輪捕獲的風(fēng)能也隨之波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的輸出功率Z7ge也不斷波動(dòng)，頻率在O. 01 IH Z的功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性具有嚴(yán)重的影響，為了抑制系統(tǒng)的輸出功率波動(dòng)，通過(guò)對(duì)冗余儲(chǔ)能電池的功率的動(dòng)態(tài)控制對(duì)發(fā)電機(jī)輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償，從而抑制風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出/^ut的波動(dòng)。冗余儲(chǔ)能功率
補(bǔ)償?shù)目刂颇繕?biāo)也就是風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)功率輸出的目標(biāo)可以由風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)功率預(yù)測(cè)
系統(tǒng)給定，也可以通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出功率進(jìn)行慣性濾波得出，對(duì)發(fā)電機(jī)輸出功率進(jìn)行慣性
濾波得出控制目標(biāo)的方法為
*IP out = Pss( I)
seIksTT為濾波的時(shí)間窗口，可以根據(jù)系統(tǒng)所在區(qū)域的風(fēng)資源和電網(wǎng)具體情況確定。冗余儲(chǔ)能電池輸出的功率控制采用誤差反饋控制，產(chǎn)_為
JST # iL =O*— Pe^(2)其中，&為控制器參數(shù)，Tv為控制周期。(2)谷電峰用模式及控制方法目前國(guó)外對(duì)可再生能源上網(wǎng)電價(jià)實(shí)行分時(shí)電價(jià)，這也將是我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。為了獲得更大的經(jīng)濟(jì)收益，帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以充分利用大容量冗余儲(chǔ)能電池存儲(chǔ)電能，在電網(wǎng)上網(wǎng)電價(jià)較低時(shí)將電能儲(chǔ)能到冗余儲(chǔ)能電池，如果風(fēng)電發(fā)電不足，還可以從電網(wǎng)獲取部分電能；在上網(wǎng)電價(jià)較高時(shí)將儲(chǔ)能的電能釋放并送到電網(wǎng)，通過(guò)峰谷電價(jià)差實(shí)現(xiàn)收益。冗余儲(chǔ)能電池的功率控制以最大收益為目標(biāo)，綜合考慮實(shí)時(shí)電網(wǎng)上網(wǎng)電價(jià)和風(fēng)速情況進(jìn)行最優(yōu)控制。(3)調(diào)頻模式及控制方法可再生能源發(fā)電設(shè)備輸出的有功功率或負(fù)載大幅度波動(dòng)會(huì)使得電網(wǎng)頻率發(fā)生變化，威脅電網(wǎng)穩(wěn)定性。帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以在風(fēng)速變化導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸出功率大幅下降時(shí)短時(shí)提供有功功率的支撐，從而有利于維持系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定。冗余儲(chǔ)能電池的功率控制根據(jù)系統(tǒng)有功功率輸出參考值、電網(wǎng)參考頻率和實(shí)測(cè)頻率的誤差進(jìn)行控制，冗余儲(chǔ)能電池的功率控制方法為 其中，為電網(wǎng)參考頻率，/N為電網(wǎng)額定頻率，&為功率控制參數(shù)。(4)計(jì)劃發(fā)電模式在智能電網(wǎng)運(yùn)行中，風(fēng)電發(fā)電設(shè)備或?qū)ｉT(mén)預(yù)測(cè)系統(tǒng)需要提前一段時(shí)間預(yù)測(cè)發(fā)電量上報(bào)給電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，但是風(fēng)電發(fā)電設(shè)備實(shí)際發(fā)電量與預(yù)測(cè)發(fā)電量會(huì)存在一定的偏差，如果偏差超過(guò)一定幅度將面臨一定的經(jīng)濟(jì)懲罰。帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以，利用冗余儲(chǔ)能電池提供一定的功率補(bǔ)償，從而避免或者減少電網(wǎng)對(duì)運(yùn)行商的經(jīng)濟(jì)懲罰。(5)穩(wěn)壓模式及控制方法通過(guò)帶儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無(wú)功控制可以提高電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，防止電壓崩潰事故；在故障時(shí)提供動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐，加速故障后電壓恢復(fù)，減少低壓引起的負(fù) 荷釋放。在穩(wěn)壓模式主要控制系統(tǒng)的無(wú)功輸出。在穩(wěn)壓模式的無(wú)功功率控制采用以下方式
(L· : (撕·-ygy=γ^Γ<7 -Vg)其中，L為電網(wǎng)參考電壓，Kg為測(cè)量電網(wǎng)電壓，為無(wú)功功率控制參數(shù)。7；為慣性常熟。另外，本實(shí)用新型可以選擇全釩液流電池做為冗余儲(chǔ)能電池儲(chǔ)能。參照?qǐng)D1，該系統(tǒng)中的獨(dú)立電動(dòng)變槳系統(tǒng)安裝在輪轂之內(nèi)，控制葉片的槳距角以調(diào)節(jié)風(fēng)輪捕獲的能量。傳動(dòng)系統(tǒng)由主軸、齒輪箱和聯(lián)軸器組成，將機(jī)械能傳遞到發(fā)電機(jī)。如圖2所示，全釩液流電池可以通過(guò)雙向變流器連接到交流母線，。全釩液流電池具有安全可靠、壽命長(zhǎng)、能量轉(zhuǎn)換效率高、電池一直性好的特點(diǎn)，且功率和容量可以獨(dú)立設(shè)計(jì)，容量可以從幾十千瓦時(shí)到數(shù)百兆瓦時(shí)，非常適合帶冗余儲(chǔ)能風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。現(xiàn)代電力電子技術(shù)以功率處理為對(duì)象以實(shí)現(xiàn)高效率、高品質(zhì)用電為目標(biāo)通過(guò)電力半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)了靈活的電能傳輸、變換和利用，這為基于全釩液流電池儲(chǔ)能的帶冗余儲(chǔ)能風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)功率控制、穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)保障。同時(shí)，本實(shí)用新型也可以選擇固態(tài)鋰電池做為冗余儲(chǔ)能電池。如圖3所示，不同于全釩液流電池，采用固態(tài)鋰電池的帶冗余儲(chǔ)能風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)采用低速永磁發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接通過(guò)法蘭連接，發(fā)電機(jī)定子和底架連接，無(wú)需齒輪箱和聯(lián)軸器。變流器采用全功率變流器，固態(tài)鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)連接在變流器直流母線上。本實(shí)用新型同時(shí)適合大規(guī)模集中裝機(jī)風(fēng)電場(chǎng)和分布式發(fā)電系統(tǒng)，本實(shí)用新型將風(fēng)能捕獲、風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換、電能存儲(chǔ)及調(diào)度進(jìn)行有效的集成，本實(shí)用新型能量密度高、占地面積小、效率高、建設(shè)周期短、站址適應(yīng)性強(qiáng)。
權(quán)利要求1.帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括輪轂、變槳系統(tǒng)、葉片、底座、發(fā)電機(jī)、變流器、冗余儲(chǔ)能電池、偏航系統(tǒng)、塔架，其特征在于三支葉片安裝于輪轂之上，變槳系統(tǒng)安裝于輪轂之內(nèi)并與葉片連接；塔架頂部通過(guò)偏航系統(tǒng)連接底座，底座上的發(fā)電機(jī)連接輪轂；發(fā)電機(jī)還連接至變流器和冗余儲(chǔ)能電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于發(fā)電機(jī)為高速發(fā)電機(jī)或低速發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)電機(jī)為高速發(fā)電機(jī)時(shí)，該高速發(fā)電機(jī)通過(guò)齒輪箱和輪轂連接；當(dāng)發(fā)電機(jī)為低速發(fā)電機(jī)時(shí)，該發(fā)電機(jī)和輪轂直接連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)發(fā)電機(jī)為低速發(fā)電機(jī)時(shí)，輪轂和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接通過(guò)法蘭連接，發(fā)電機(jī)定子和底架連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于冗余儲(chǔ)能電池與變流器通過(guò)直流母線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于變流器為雙向儲(chǔ)能變流器，冗余儲(chǔ)能電池經(jīng)過(guò)雙向儲(chǔ)能變流器和交流母線連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種帶冗余儲(chǔ)能的風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括輪轂、變槳系統(tǒng)、葉片、底座、發(fā)電機(jī)、變流器、冗余儲(chǔ)能電池、偏航系統(tǒng)、塔架，其特征在于三支葉片安裝于輪轂之上，變槳系統(tǒng)安裝于輪轂之內(nèi)并與葉片連接；塔架頂部通過(guò)偏航系統(tǒng)連接底座，底座上的發(fā)電機(jī)連接輪轂；發(fā)電機(jī)還連接至變流器和冗余儲(chǔ)能電池。本實(shí)用新型能量密度高、占地面積小、效率高、建設(shè)周期短、站址適應(yīng)性強(qiáng)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202690329SQ201220362349
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者姚興佳, 王曉東, 劉穎明, 王士榮, 謝洪放, 馬鐵強(qiáng) 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)