直流风力发电机组及风电场制造技术

提供一种直流风力发电机组及风电场。所述直流风力发电机组包括：风力发电机、整流器、逆变器、第一升压整流装置和第二升压整流装置，该整流器的输入端连接该风力发电机的输出端，该逆变器的输入端连接该整流器的输出端，该第一升压整流装置的输入端和该第二升压整流装置的输入端分别连接该逆变器的输出端，该第一升压整流装置的负极输出端与该第二升压整流装置的正极输出端均接地，该第一升压整流装置的正极输出端和该第二升压整流装置的负极输出端作为该直流风力发电机组的两个差分输出端。所述直流风力发电机组能够输出高压直流电，从而能够在用于风电场时省去海上交流升压变电站和海上换流站，降低风电场建设成本。

【技术实现步骤摘要】
直流风力发电机组及风电场
本专利技术属于风力发电
，更具体地说，涉及一种直流风力发电机组及风电场。
技术介绍
目前，环境污染和能源短缺成为现代文明社会的世纪性难题。为了应对这一难题，人们不断寻求各种无污染且可再生的新能源。其中，风能作为一种清洁无公害的可再生能源得到人们的关注，并且，以风能为能源的风力发电日益受到世界各国的重视。风电场是利用海上风能发电而输送到陆上的一种风电场。传统的风电场是将风电场中各风力发电机组产生的交流电汇集至海上交流升压变电站，再通过海上换流站将海上交流升压变电站输出的交流电转换成直流电，然后，利用直流海底电缆将转换得到的直流电传输到岸上换流站，从而将传输来的直流电转换成交流电接入电网(如图1)。这样的风电场由于需要使用海上交流升压变电站和海上换流站来对风力发电机组输出的交流电进行升压和换流，并进而利用直流海底电缆将直流电传输到岸上，所以导致风电场的建设成本较高。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例的目的在于提供一种直流风力发电机组及风电场，所述直流风力发电机组能够输出高压直流电，从而能够在用于风电场时使风电场省去海上交流升压变电站和海上换流站，降低风电场的建设成本。本专利技术的示例性实施例一方面提供一种直流风力发电机组，所述直流风力发电机组包括：风力发电机、整流器、逆变器、第一升压整流装置和第二升压整流装置，其中，所述整流器的输入端连接所述风力发电机的输出端，所述逆变器的输入端连接所述整流器的输出端，所述第一升压整流装置的输入端和所述第二升压整流装置的输入端分别连接所述逆变器的输出端，并且，所述第一升压整流装置的负极输出端与所述第二升压整流装置的正极输出端均接地，所述第一升压整流装置的正极输出端和所述第二升压整流装置的负极输出端作为所述直流风力发电机组的两个差分输出端以输出差分直流电。可选地，所述第一升压整流装置和所述第二升压整流装置作为升压整流装置均包括：变压器，具有一个初级绕组和依次相差60/N度的移相角的N个次级绕组，且所述初级绕组作为升压整流装置的输入端；以及N个整流阀，所述N个整流阀的输入端分别连接所述变压器的N个次级绕组，且所述N个整流阀的输出端依次串联连接，所述N个整流阀的第一整流阀的正极输出端作为升压整流装置的正极输出端，所述N个整流阀的第N整流阀的负极输出端作为升压整流装置的负极输出端，其中，N为大于等于2的整数。可选地，所述N个整流阀均为二极管全桥整流器。可选地，所述直流风力发电机组还包括：第一反向截止二极管和第二反向截止二极管，其中，所述第一反向截止二极管的正极端连接所述第一升压整流装置的正极输出端，所述第二反向截止二极管的负极端连接所述第二升压整流装置的负极输出端，所述第一反向截止二极管的负极端和所述第二反向截止二极管的正极端作为所述直流风力发电机组的两个差分输出端以输出差分直流电。可选地，所述直流风力发电机组还包括：供电逆变器，所述供电逆变器的输入端与所述整流器的输出端连接，所述供电逆变器的输出端分别连接所述直流风力发电机组的偏航系统、变桨系统、变流系统和风机控制器。可选地，所述直流风力发电机组还包括：单相变压器，对外部提供的两相交流电进行变压；以及单相整流滤波器，所述单相整流滤波器的输入端与所述单相变压器的次级绕组连接，所述单相整流滤波器的输出端连接所述供电逆变器的输入端。可选地，所述直流风力发电机组还包括：双向DC/DC转换器和电池，其中，所述双向DC/DC转换器的输入端与所述供电逆变器的输入端连接，所述双向DC/DC转换器的输出端连接所述电池的两端以向所述电池输出直流电或接收所述电池输出的直流电。本专利技术的示例性实施例另一方面提供一种风电场，所述风电场包括至少一个上述的直流风力发电机组、传输电缆和换流站，其中，所述至少一个直流风力发电机组的两个差分输出端分别与所述传输电缆的一端连接，所述传输电缆的另一端分别连接所述换流站的两个差分输入端，所述换流站的输出端连接交流电网。可选地，所述换流站包括：第一模块化多电平换流器、第二模块化多电平换流器、第一变压器和第二变压器，其中，所述第一模块化多电平换流器的负极输入端与所述第二模块化多电平换流器的正极输入端均接地，所述第一模块化多电平换流器的正极输入端和所述第二模块化多电平换流器的负极输入端作为所述换流站的两个差分输入端来接收经由所述传输电缆传输的差分直流电，所述第一模块化多电平换流器的输出端与所述第一变压器的初级绕组连接，所述第二模块化多电平换流器的输出端与所述第二变压器的初级绕组连接，所述第一变压器的次级绕组和所述第二变压器的次级绕组并联后作为所述换流站的输出端。可选地，所述风电场还包括：风机侧隔离刀闸，所述风机侧隔离刀闸将所述直流风力发电机组的第一升压整流装置的正极输出端和所述直流风力发电机组的第二升压整流装置的负极输出端分别与所述传输电缆的一端连接或者接地。可选地，所述风电场还包括：换流站侧隔离刀闸，所述换流站侧隔离刀闸将所述第一模块化多电平换流器的正极输入端和所述第二模块化多电平换流器的负极输入端分别与所述传输电缆的另一端连接或者接地。可选地，所述传输电缆为两根交/直流传输电缆，所述换流站还包括：反向供电线路，所述反向供电线路经由反向供电开关将所述第一变压器或所述第二变压器的三相初级绕组中的两相初级绕组或所述换流站的三相输出端中的两相输出端分别与所述两根交/直流传输电缆的另一端连接，当所述直流风力发电机组包括供电逆变器、单相变压器和单相整流滤波器时，所述两根交/直流传输电缆的一端经由辅助供电开关连接所述直流风力发电机组的单相变压器的初级绕组以向所述直流风力发电机组输出外部提供的两相交流电。根据本专利技术的示例性实施例，提供一种直流风力发电机组及风电场，该直流风力发电机组能够输出高压直流电，从而能够在用于风电场时使风电场省去海上交流升压变电站和海上换流站，降低风电场的建设成本。将在接下来的描述中部分阐述本专利技术另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术的实施而得知。附图说明通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本专利技术的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：图1是示出传统的风电场的结构的图；图2是示出根据本专利技术的示例性实施例的直流风力发电机组的框图；图3是示出根据本专利技术的示例性实施例的升压整流装置的示意图。图4是示出根据本专利技术的示例性实施例的风电场的图。具体实施方式现将详细描述本专利技术的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号指示相同的部分。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本专利技术。应予说明，在本专利技术中，如无特别说明，所涉及的交流电均是指三相交流电。图2是示出根据本专利技术的示例性实施例的直流风力发电机组的框图。如图2所示，直流风力发电机组100包括：风力发电机101、整流器102、逆变器103、第一升压整流装置104和第二升压整流装置105。风力发电机101将风能转换为交流电输出。这里，风力发电机101是现有的需要进行全功率逆变的各种类型的风力发电机。风力发电机101的类型有例如：双馈式、直驱式、半直驱式、鼠笼式等。整流器102的输入端与风力发电机101的输出端相连，对风力发电机101所输出的交流电进行整流。根据风力发电机101的类型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流风力发电机组，其特征在于，所述直流风力发电机组包括：风力发电机、整流器、逆变器、第一升压整流装置和第二升压整流装置，其中，所述整流器的输入端连接所述风力发电机的输出端，所述逆变器的输入端连接所述整流器的输出端，所述第一升压整流装置的输入端和所述第二升压整流装置的输入端分别连接所述逆变器的输出端，并且，所述第一升压整流装置的负极输出端与所述第二升压整流装置的正极输出端均接地，所述第一升压整流装置的正极输出端和所述第二升压整流装置的负极输出端作为所述直流风力发电机组的两个差分输出端以输出差分直流电。

【技术特征摘要】
1.一种直流风力发电机组，其特征在于，所述直流风力发电机组包括：风力发电机、整流器、逆变器、第一升压整流装置和第二升压整流装置，其中，所述整流器的输入端连接所述风力发电机的输出端，所述逆变器的输入端连接所述整流器的输出端，所述第一升压整流装置的输入端和所述第二升压整流装置的输入端分别连接所述逆变器的输出端，并且，所述第一升压整流装置的负极输出端与所述第二升压整流装置的正极输出端均接地，所述第一升压整流装置的正极输出端和所述第二升压整流装置的负极输出端作为所述直流风力发电机组的两个差分输出端以输出差分直流电。2.根据权利要求1所述的直流风力发电机组，其特征在于，所述第一升压整流装置和所述第二升压整流装置作为升压整流装置均包括：变压器，具有一个初级绕组和依次相差60/N度的移相角的N个次级绕组，且所述初级绕组作为升压整流装置的输入端；以及N个整流阀，所述N个整流阀的输入端分别连接所述变压器的N个次级绕组，且所述N个整流阀的输出端依次串联连接，所述N个整流阀的第一整流阀的正极输出端作为升压整流装置的正极输出端，所述N个整流阀的第N整流阀的负极输出端作为升压整流装置的负极输出端，其中，N为大于等于2的整数。3.根据权利要求2所述的直流风力发电机组，其特征在于，所述N个整流阀均为二极管全桥整流器。4.根据权利要求1所述的直流风力发电机组，其特征在于，所述直流风力发电机组还包括：第一反向截止二极管和第二反向截止二极管，其中，所述第一反向截止二极管的正极端连接所述第一升压整流装置的正极输出端，所述第二反向截止二极管的负极端连接所述第二升压整流装置的负极输出端，所述第一反向截止二极管的负极端和所述第二反向截止二极管的正极端作为所述直流风力发电机组的两个差分输出端以输出差分直流电。5.根据权利要求1所述的直流风力发电机组，其特征在于，所述直流风力发电机组还包括：供电逆变器，所述供电逆变器的输入端与所述整流器的输出端连接，所述供电逆变器的输出端分别连接所述直流风力发电机组的偏航系统、变桨系统、变流系统和风机控制器。6.根据权利要求5所述的直流风力发电机组，其特征在于，所述直流风力发电机组还包括：单相变压器，对外部提供的两相交流电进行变压；以及单相整流滤波器，所述单相整流滤波器的输入端与所述单相变压器的次级绕组连接，所述单相整流滤波器的输出端连接所述供电逆变器的输入端。7.根据权利要求6所述的直流风力发电机组，其特征在于，所述直流风...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭锐，蒋中川，王鹏，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11