一种风力发电并网配置系统技术方案

一种风力发电并网配置系统(简称系统)，该系统配置由风力发电机组、电动气泵、储气罐、空气动力发电机组、升压变压器、并网柜组成。系统克服了现有技术的不足，可以使并网电量平稳连续的输送，彻底改变了风力发电并网能量忽大忽小、频繁切入切出电网的局面，消除了风电并网对电网的冲击，还可对电网起到调峰作用，提高电网的输电能力。可以加大风力发电机组工作区间，提高风力发电机组的利用率。可以省去可靠性较差的逆变器，提高了风力发电的寿命及稳定性，降低了运营成本。用本实用新型专利技术配置的风力发电并网系统，可以彻底消除风电行业的弃电现象。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】所属
本技术涉及一种风力发电并网配置系统。
技术介绍
风力发电分离网型和并网型两种发电配置模式，对离网型风力发电模式，一种风力发电配置系统(专利申请号:201410392299.x)中，提供了一种新的配置模式，本技术将对并网型风力发电系统提出一种新的配置模式。现有的并网型风力发电系统配置普遍采用的模式是:风力发电机组+逆变器(或称变流器)+升压变压器+并网柜，其中风力发电机组包括风叶、发电机和控制器三部分，发电机在风力作用下将风能转变成电能。逆变器将风力发电机组发出的不稳定的交流电整流变为直流电，再将直流电逆变成稳定电压、稳定频率的交流电。升压变压器将逆变器输出的低电压电能升高到与电网一致的高电压电能。并网柜通过检测升压变压器供给的电压与电网电压比较，适时地把风力发电机组发出的电能投入电网或从电网解列。在这个系统中，风力发电机组跟随风力大小的变化其转速发生变化，所发出的电压、功率发生变化，当风力发电机组的发电电压达到逆变器的门槛电压时，逆变器开始工作，将风力发电机组发出的电能并网输送出去。如果风力偏小、风力发电机组发出的电压偏小、达不到逆变器门槛电压值时，逆变器不工作，风力发电机组发出的电能无法向外输送，这时风力发电机组处于空转状态，如果原来已经处于并网输电状态，这时风力发电机组要从电网解列。当风力变大，风力发电机组的转速变快，所发出的电压变高，达到逆变器的门槛电压时，逆变器开始工作，将风力发电机组发出的电能供给升压变压器，经过并网柜并网输电，系统处于发电输电状态。当风力继续变大，风力发电机组的转速变快，所发出的电压继续变高，将要超过逆变器所承受的最高电压限制时，风力发电机组中的控制器控制风力发电机组的变桨机构工作，使风力发电机机组中的风叶迎风角度变小，风力发电机组主动放走部分风能，使得到的风能量变小，风力发电机组转速变低，人为降低风力发电机组发电的电压值，将电压限制在逆变器可承受的范围内，这时系统仍处于正常的发电输电运行状态。如果风力继持续增大，以上措施不能使电压控制在逆变器所能承受的电压范围时，控制器控制风力发电机组中的刹车动作，将风力发电机组中的风机抱死，系统强行退出工作状态。从以上分析可以看出，现有的风力发电并网配置系统，风能的利用只能取中间的很小一段，在风力偏小或风力偏大时，系统均不能输电工作，不但造成了资源很大的浪费，更主要的是风力发电机组频繁切入、切出电网，对电网产生很大的冲击。这种风力发电并网模式无法实现向电网输送连续的电能，只能在一定风力区间向电网输电。既是在风力发电向电网输电区间内，现有风力发电的并网模式也无法实现向电网输送稳定的电能，因为自然风时大时小、变化无常，所发出的电能也就时大时小、变化无常，对电网产生很大的冲击，容易造成电网的振荡。基于以上原因，结合中国电网容量偏小，电网输送距离远的现实，电网部门不愿接受风电并网，甚至把风电称之为垃圾电，弃电现象严重，造成极大的能源浪费。另外，在现有风力发电并网配置系统中，逆变器属电子器件，价格高、可靠性差，造成风力发电造价居高不下，运行维护成本高，影响了风力发电行业的发展。目前我国风力发电行业面临的局面是:一方面国家从能源战略考虑要大力发展风电行业，目前我国风力发电装机容量已达到世界第一大国，在国内已成为第三大发电领域，另一方面电网部门却千方百计地设置门槛限制风电并网，造成大批风力发电机组只能空转不能并网发电的困境，成为影响风电行业发展的瓶颈。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种风力发电配置新模式，该模式可以使风力发电并网后平稳连续的输送，彻底改变风力发电并网能量忽大忽小、频繁切入切出的局面，消除风电并网对电网的冲击，还可对电网起到调峰作用，增大电网的输电能力。本技术还可以加大风力发电机组工作区间，提高风力发电设备的利用率。本技术省去了可靠性较差的逆变器，提高了风力发电的寿命及稳定性，降低了运营成本。用本技术配置的风力发电并网系统，可以彻底消除风电行业的弃电现象。本技术的技术解决方案是:提供一种风力发电并网配置系统，该系统配置由风力发电机组、电动气泵、储气罐、空气动力发电机组、升压变压器、并网柜组成。本技术的原理是:在这个风力发电配置系统中，风力发电机组发出的电能直接接入由超宽电压电动机(专利申请号:201410392296.6)和打气泵组成的电动气泵，该电机利用风力发电机发出的电能带动气泵工作，给储气罐充气，并使储气罐达到一定的压力，高压气体推动空气动力发电机组平稳发电，然后通过升压变压器升压，再通过并网柜并网供电，将风力发电机发出的电能输送出去。本技术与现有技术相比的优点在于:一是打破了现有风力发电并网系统的配置模式，把忽大忽小的风力能变成平稳连续的电能，消除了风电并网对电网的冲击。二是由宽电压电机组成的气泵可以充分吸收风力发电机组各个风力区间的能量，拓宽风力发电机组工作区间，提高风力发电机组的发电量。三是省去了可靠性较差的逆变器环节，提高了系统可靠性，节省了运行维修费用。四是对电网起到调峰作用，可在夜晚对储气罐储气，在白天用电高峰向电网集中供电，满足白天用电高峰的需要，对电网起到调节作用，把称为垃圾电的风电变成优质电。【附图说明】图1为本技术的一种风力发电并网配置系统构成示意图。图2为本技术的一种风力发电并网配置系统并局域网的配置构成示意图。...

【技术保护点】
一种风力发电并网配置系统，其特征在于：该系统配置由风力发电机组、电动气泵、储气罐、空气动力发电机组、升压变压器、并网柜组成，风力发电机组在风力驱动下发出电能，直接接入电动气泵，电动气泵所配电机为超宽电压电机，电机利用风力发电机组发出的电能带动气泵工作，给储气罐充气，储气罐的高压气体推动空气动力发电机组平稳运转发电，然后通过升压变压器升压，再通过并网柜并网供电，将风力发电机组发出的电能输送到电网，风力发电机组发出的电能在经过打气、稳气、空气动力发电的转换后，将风力发电机组发出的不稳定的电能变为稳定可控的电能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马力，
申请(专利权)人：马力，
类型：新型
国别省市：山东;37