一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng),該風力發(fā)電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機組以及用于存儲風力發(fā)電機組所產(chǎn)生電能的蓄電池,所述的風力發(fā)電系統(tǒng)還包括起動助力系統(tǒng),該起動助力系統(tǒng)包括變流器和起動控制電路,變流器一端連接風力發(fā)電機組,另一端通過起動控制電路與蓄電池連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有能夠降低風力發(fā)電機的最低起動風速,提高風能資源的利用率等優(yōu)點。
【專利說明】一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電系統(tǒng),尤其是涉及一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]低風速風場及低風速風機是風電行業(yè)內(nèi)部對風能資源可利用區(qū),即風資源III類區(qū)(包括風能資源貧乏的風資源IV類區(qū)的個別地點)建設(shè)的風電場和適用于III類低風速風場的風機的一種通俗叫法。
[0003]也有專家學者認為10!:!高度條件下,一般年平均風速彡5.80/3的地域可通稱為低風速區(qū)。
[0004]媒體所說的“低風速風電是指風速在6到8米/秒之間,年利用小時數(shù)在2000小時以下的風電開發(fā)項目?!笔遣粶蚀_、不科學的。
[0005]我國10.8億千瓦技術(shù)可開發(fā)量里面是包括了風能可利用區(qū)域(111?IV類資源區(qū))內(nèi)的一些風資源較好地點的風能資源。而且我國風能可利用區(qū)面積在我國風資源區(qū)里是面積的最大的一個區(qū),據(jù)統(tǒng)計,全國范圍內(nèi)可利用的低風速資源面積約占全國風能資源區(qū)的68%,由于該區(qū)只是在某個季節(jié)中風能較大,故又稱為季節(jié)風能利用區(qū)。
[0006]這一地區(qū)風能密度為50?1501。大于或等于30/8風速的時間每年有2000?400011 ;大于或等于6111/8風速的時間每年有500?1500卜。該地區(qū)在我國分布面積最廣,包括下述地區(qū)。
[0007](1)兩廣沿海,包括福建離海岸50?100-的沿海地帶。冬季風能大,秋季次之。
[0008](2)大小興安嶺山區(qū),風能密度由北面的50評向南增到1501,每年風速大于或等于6111/8的小時數(shù)由北面的75011向南增到150011。
[0009](3)東從遼河平原向西,過華北大平原經(jīng)西北到最西端,左側(cè)繞西藏高原邊緣部分,右側(cè)從華北向南面淮河、長江到南嶺。
[0010]眾所周知由于慣性作用,風力發(fā)電機起動時初始力矩(啟動力矩)要大于運行時的阻力矩。因此風力發(fā)電機組的起動風速要大于最低運行風速,這樣一部分低風速資源被浪費掉。為充分利用一切可以利用的風能資源,特別是分布式風電系統(tǒng)絕大部分建在風速較低的地區(qū),低風速資源就比較寶貴,所以降低起動風速就有必要。同時
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠降低風力發(fā)電機的最低起動風速,提高風能資源的利用率。
[0012]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0013]一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng),該風力發(fā)電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機組以及用于存儲風力發(fā)電機組所產(chǎn)生電能的蓄電池,所述的風力發(fā)電系統(tǒng)還包括起動助力系統(tǒng),該起動助力系統(tǒng)包括變流器和起動控制電路,變流器一端連接風力發(fā)電機組,另一端通過起動控制電路與蓄電池連接;
[0014]當風速達到設(shè)定的起動風速時,起動控制電路將蓄電池和變流器接通,驅(qū)動風力發(fā)電機組的風輪轉(zhuǎn)動,當風輪達到正常運行所需的最低轉(zhuǎn)速后,變流器與蓄電池斷開,停止驅(qū)動風力發(fā)電機組的風輪,由風力發(fā)電機組并向蓄電池或電網(wǎng)輸出電能。
[0015]所述的風力發(fā)電機組采用永磁直驅(qū)發(fā)電機。
[0016]所述的變流器為背靠背式雙向?麗變流器。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明通過設(shè)計起動助力系統(tǒng),使得風力發(fā)電機能夠在較低的風速下起動,從而提高風能資源的利用率,同時采用永磁直驅(qū)發(fā)電機,使本系統(tǒng)只要有風場存在,即可持續(xù)發(fā)電,克服了異步風力發(fā)電機和雙饋異步風力發(fā)電機在電網(wǎng)停電時,由于無法獲得勵磁電流而無法發(fā)電的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0020]實施例
[0021]如圖1所不,一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng),該風力發(fā)電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機組1以及用于存儲風力發(fā)電機組所產(chǎn)生電能的蓄電池2。該系統(tǒng)的特點如下:
[0022]1、風力發(fā)電機組采用永磁直驅(qū)發(fā)電機。
[0023]由于異步風力發(fā)電機和雙饋異步風力發(fā)電機是他勵型勵磁發(fā)電機,他勵型勵磁發(fā)電機需要由電網(wǎng)提供勵磁電流來建立磁場,才能發(fā)電。所以在電網(wǎng)停電時,異步風力發(fā)電機和雙饋異步風力發(fā)電機由于無法獲得勵磁電流,不論當時風力很好,也只能停止發(fā)電。
[0024]然而永磁直驅(qū)發(fā)電機本身具有永久磁場,具有獨立勵磁磁場,不需要電網(wǎng)提供勵磁電流建立勵磁磁場,也就是說當電網(wǎng)停電時,只要風場繼續(xù)有風,仍然可以照常發(fā)電。
[0025]2、加入起動助力系統(tǒng).
[0026]該起動助力系統(tǒng)包括變流器3和起動控制電路4,變流器3 —端連接風力發(fā)電機組1,另一端通過起動控制電路4與蓄電池2連接。當風速達到設(shè)定的起動風速(例如2111/8)時,起動控制電路將蓄電池2和變流器3接通,此時永磁直驅(qū)發(fā)電機運行在電動機狀態(tài),驅(qū)動發(fā)電機組的風輪轉(zhuǎn)動,這樣風機就可以在設(shè)定的起動風速是順利起動。當風輪達到正常運行所需的最低轉(zhuǎn)速后,靜止慣性被克服,起動控制電路4控制變流器3與蓄電池2斷開,停止驅(qū)動風力發(fā)電機組的風輪,由風力發(fā)電機組并向蓄電池或電網(wǎng)輸出電能。
[0027]此外,本系統(tǒng)變流器3為背靠背式雙向?麗變流器,此種變流器本身具有向電機或電網(wǎng)雙向供電的能力,無需增加硬件設(shè)施。而采用他形式的變流器。則需要再增設(shè)逆變器向發(fā)電機供電專用輔助電路,由起動控制器自動接通或斷開。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng),該風力發(fā)電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機組以及用于存儲風力發(fā)電機組所產(chǎn)生電能的蓄電池,其特征在于,所述的風力發(fā)電系統(tǒng)還包括起動助力系統(tǒng),該起動助力系統(tǒng)包括變流器和起動控制電路,變流器一端連接風力發(fā)電機組,另一端通過起動控制電路與蓄電池連接; 當風速達到設(shè)定的起動風速時,起動控制電路將蓄電池和變流器接通,驅(qū)動風力發(fā)電機組的風輪轉(zhuǎn)動,當風輪達到正常運行所需的最低轉(zhuǎn)速后,變流器與蓄電池斷開,停止驅(qū)動風力發(fā)電機組的風輪,由風力發(fā)電機組并向蓄電池或電網(wǎng)輸出電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng),其特征在于,所述的風力發(fā)電機組采用永磁直驅(qū)發(fā)電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式低風速永磁直驅(qū)風力發(fā)電機系統(tǒng),其特征在于,所述的變流器為背靠背式雙向PWM變流器。
【文檔編號】H02P9/08GK104348391SQ201310340565
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】呂先明 申請人:上海萬德風力發(fā)電股份有限公司