【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风力发电
，特别是涉及一种小型并网风力发电系统及其控制方法。
技术介绍
小型、微型风力发电系统具有装机容量可调，成本较低，安装维护简便以及对电网冲击小等优点，正在受到越来越多研究人员、生产厂家和用户的关注，因此具有较高的研究价值和较为重要的研究意义。传统的小型或微型并网风力发电系统存在许多问题：首先，传统小型或微型风力发电机系统结构配置不合理。该系统多采用风轮、风力发电机、三相不可控整流桥、BOOST变换器以及单相全桥逆变器的结构，虽然该系统拓扑结构具有简单、可靠、应用范围广等特点，且经普遍证明在大中型并网型风力发电系统中具有良好的工作性能。然而，相较于大中型风力发电风场，小型风电场具有特殊性，其风速波动较大、平均值偏低、风能能量有限，因此，传统的风力发电系统拓扑在小型、微型风电系统中适应性并不高，会出现风轮捕获能量有限，风力发电机输出的三相交流电电压幅值较低，经整流以及DC-DC变换后的直流电压值远远达不到后级单相全桥并网逆变器的最低工作要求，因此无法实现正常并网发电。而所收集到的风能则多储存在风电系统的电解电容之中，并以漏电流的形式最终以热能形式散失，结果造成能量的浪费以及风能利用效率的下降。其次，简单套用大中型风力发电系统的控制策略。传统的小型、微型风力发电机系统的控制策略多套用大中型风电系统的并网控制策略，缺乏对小型风场的针对性，尤其是在解决低风速、小功率输入工...
【技术保护点】
一种小型并网风力发电系统，其特征在于：所述的小型并网风力发电系统法包括：整流变换器(1)、双向储能变换器(2)、BOOST变换器(3)和并网逆变器(4)；其中：整流变换器(1)为带开关电容的高电压增益反激式整流变换电路，其输入端与风机L的三相输出端连接、整流输出侧输出端通过直流母线与BOOST变换器(3)直流输入端连接；双向储能变换器(2)由双向储能DC‑DC变换器及采用锂电池的储能电池组成，其一侧双向端口与整流变换器(1)的输出端连接；BOOST变换器(3)为直流电压转换电路，其输入端与直流母线连接、输出端与并网逆变器(4)的直流侧输入端连接；并网逆变器(4)为单相桥式并网逆变器；其交流侧输出端与电网(5)连接。
【技术特征摘要】
1.一种小型并网风力发电系统，其特征在于：所述的小型并网风力发
电系统法包括：整流变换器(1)、双向储能变换器(2)、BOOST变换器(3)
和并网逆变器(4)；其中：整流变换器(1)为带开关电容的高电压增益反
激式整流变换电路，其输入端与风机L的三相输出端连接、整流输出侧输出
端通过直流母线与BOOST变换器(3)直流输入端连接；双向储能变换器(2)
由双向储能DC-DC变换器及采用锂电池的储能电池组成，其一侧双向端口与
整流变换器(1)的输出端连接；BOOST变换器(3)为直流电压转换电路，
其输入端与直流母线连接、输出端与并网逆变器(4)的直流侧输入端连接；
并网逆变器(4)为单相桥式并网逆变器；其交流侧输出端与电网(5)连接。
2.根据权利要求1所述的小型并网风力发电系统，其特征在于：所述
的整流变换器(1)由滤波电容组Cf、三组整流单元以及三相单开关电路单
元三部分组成，其中：
滤波电容组Cf由连接在风机L三相输出线且呈Y型连接的三个滤波电容
器组成；
三组整流单元共分A、B、C三相，每相的电路结构完全相同，A相整流
单元包括变压器T1、开关电容Ca1、Ca2，二极管Da1、Da2、Da以及A相输出电容
Ca组成；其中，变压器T1原边的同名标识端通过等效电感Lks的A相电感与
风机L的A相输出端La相连接，其副边的同名标识端通过电容Ca2与V1点连
接，副边的非标识端通过电容Ca1与二极管Da的阳极连接，二极管Da的阴极
与正输出端Vo+连接；二极管Da1的阳极与变压器T1副边的同名标识端连接、
二极管Da1阴极与二极管Da的阳极连接；二极管Da2的阴极与变压器T1副边的
非标识端连接、二极管Da2的阳极与V1点连接；A相输出电容Ca的一端与正
输出端Vo+连接、另一端为V1点；B相与C相整流单元的内部结构与A相整
流单元的内部结构完全相同；B相整流单元包括变压器T2、开关电容Cb1、Cb2，
\t二极管Db1、Db2、Db以及B相输出电容Cb；其中，变压器T2原边的同名标识
端通过等效电感Lks的b相电感与风机L的B相输出端Lb相连接；C相整流
单元包括变压器T3、开关电容Cc1、Cc2，二极管Dc1、Dc2、Dc以及C相输出电容
Cc；其中，变压器T3原边的同名标识端通过等效电感Lks的c相电感与风机L
的C相输出端Lc相连接；A相整流单元的输出端为A相输出电容Ca的两端、
B相整流单元的输出端为B相输出电容Cb的两端、C相整流单元的输出端为C
相输出电容Cc的两端，A相的倍压输出电容Ca与B相、C相的输出电容Cb、
Cc相互并联，三个电容并联后构成对应A.B.C三相的三个整流单元的总输出
电容；等效电感Lks为三相倍压单元各相输入侧电感与各相变压器漏感的总
和；
所述的三相单开关电路单元由二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6，全控型开
关器件S1、二极管Do以及输出电容Co组成，其中二极管D1—D6构成不可控整
流桥，二极管D1的阳极与变压器T1原边的非标识端连接，二极管D3的阳极
与变压器T2原边的非标识端连接，二极管D5的阳极与变压器T3原边的非标
识端连接，二极管D1、D3和D5的阴极同时与二极管Do的阳极连接，二极管
D2的阴极与二极管D1的阳极连接、二极管D4的阴极与二极管D3的阳极连
接、二极管D6的阴极与二极管D5的阳极连接、二极管D2、D4和D6的阳极
同时与负输出端Vo-连接，二极管Do的阴极与V1点连接；开关器件S1的源
极与二极管Do的阳极连接、漏极与负输出端Vo-连接、栅极为控制信号输入
端，输出电容Co的一端与V1点连接，另一端为负输出端Vo-；
最后整流单元的输出电容Ca、Cb、Cc相互并联后与Co串联，作为整个整
流变换器(1)的总输...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德强，郄伟，李春晖，高世伟，刘兆领，王超，万宝，李鹏程，朱诗慧，杜志敏，李超群，张涛，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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