一种自封闭型电磁耦合调速风电机组及其控制方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电领域，特别涉及一种自封闭型电磁耦合调速风电机组，还涉及一种自封闭型电磁耦合调速风电机组控制方法。
技术介绍
当前主流的风力发电机组是双馈型和全功率变换型风电机组，这两种风电机组都能使风轮转速随风速的变化而改变，从而实现了最大限度捕获风能的能力。然而随着风电在电网中所占比重的提高，风电机组参与支撑电网电压和频率的需求不断提高，在这两方面当前风力发电单元与常规发电单元相比存在不足。在电网电压支撑方面，双馈型风电机组中发电机定子与电网直接相连，电网电压发生跌落会造成定、转子过流和直流母线过压。由于双馈型风电机组的变流器容量有限，因此变流器对双馈发电机的控制能力不足，这就造成了双馈型风电机组对电网电压跌落等故障非常敏感。为了防止双馈发电机转子过压、过流和变流器直流母线过压，一种有效的方法是增加硬件Crowbar电路，但是一旦Crowbar投入，转子侧变流器将失去对转子电流主动控制的能力，双馈发电机相当于一台鼠笼异步电机运行，变流器不再具有对风电机组输出有功功率和无功功率独立控制的能力。此时，风电机组不仅无法发出无功功率支撑电网电压，反而由于发电机励磁的...
【技术保护点】
一种自封闭型电磁耦合调速风电机组，其特征在于，采用自封闭型电磁耦合调速装置联接齿轮箱高速轴和电励磁同步发电机转子轴，使功率从齿轮箱侧向电励磁同步发电机侧传递，并网接口为所述电励磁同步发电机；所述自封闭型电磁耦合调速装置由电磁耦合器、变频器以及永磁同步发电机组成，永磁同步发电机用于给变频器供电；所述电磁耦合器有两根转轴，分别与齿轮箱和电励磁同步发电机相联并都转动，变频器控制电磁耦合器两根转轴的相对转速和电磁转矩；所述齿轮箱的高速轴与所述电磁耦合器的一根轴相联构成前轴系，所述电磁耦合器的另一根轴与所述电励磁同步发电机的转子轴相联构成后轴系，前、后轴系为2个独立的轴系，所述永磁同...
【技术特征摘要】
1.一种自封闭型电磁耦合调速风电机组，其特征在于，采用自封闭型电磁耦合调速装置联接齿轮箱高速轴和电励磁同步发电机转子轴，使功率从齿轮箱侧向电励磁同步发电机侧传递，并网接口为所述电励磁同步发电机；所述自封闭型电磁耦合调速装置由电磁耦合器、变频器以及永磁同步发电机组成，永磁同步发电机用于给变频器供电；所述电磁耦合器有两根转轴，分别与齿轮箱和电励磁同步发电机相联并都转动，变频器控制电磁耦合器两根转轴的相对转速和电磁转矩；所述齿轮箱的高速轴与所述电磁耦合器的一根轴相联构成前轴系，所述电磁耦合器的另一根轴与所述电励磁同步发电机的转子轴相联构成后轴系，前、后轴系为2个独立的轴系，所述永磁同步发电机与前轴系同轴实现对所述变频器供电。2.如权利要求1所述的一种自封闭型电磁耦合调速风电机组，其特征在于，所述电磁耦合器为一台具有两根转轴的鼠笼异步机。3.一种权利要求1或2所述自封闭型电磁耦合调速风电机组的控制方法，其特征在于，包括：启动过程；启动过程完成后，电励磁同步发电机投入励磁，风电机组转入同期并网过程；机组并网后的最大限度捕获风能以及停机过程。4.如权利要求3所述的自封闭型电磁耦合调速风电机组的控制方法，其特征在于，所述启动过程划分为三个阶段：首先，在第一阶段，通过变桨控制，使风轮转速逐渐上升，当前轴系转速足够高时，永磁同步发电机的输出电压满足变频器供电电压要求，此时启动变频器并设为转速控制模式，通过变频器控制电磁耦合器，使后轴系逐渐加速至前轴系转速；接下来，进入第二阶段，通过变频器控制使前、后轴系同步旋转，直至接近设定的低于电励磁同步发电机同步速的转速值： n I = n I I < n 1 = 60 f p - - - ( 1 ) ]]>式中：nI为前轴系的转速；nII为后轴系的转速；n1为电励磁同步发电机的同步速；f为电网频率；p为电励磁同步发电机的极对数；最后，进入第三阶段，由变桨控制保持前...
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