一种单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统技术方案

本申请提出了一种单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统，包括：风轮和电机连接，电机与变流器的输入端连接，变流器内部通过机械开关可实现串并联切换，变流器的输出端与并网变压器连接。根据切换开关的不同工作状态，可以使系统工作于直流侧串联模式和直流侧并联模式，可以提高系统变流系统的直流母线电压等级，或变流系统直流侧电压不变的基础上通过汇集电流增加系统输出功率，网侧变流器由两个减少为一个，降低了设备重量和成本，减少了系统线路损耗，降低了系统控制复杂度，提高了系统的并网发电效率。系统的并网发电效率。系统的并网发电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统


[0001]本申请涉及风力发电
，尤其涉及一种单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统。

技术介绍

[0002]近年来，全球可再生能源利用年增长率达到25％，可再生能源的利用将以电力行业为主导，非水力可再生能源的发电比例将扩大两倍。风能发电作为除水力发电外技术最成熟的一种可再生能源发电，其装机容量占整个可再生能源发电装机总容量的绝大部分，但是电力电子器件性能的限制，给大容量风电机组的研制及应用造成了一定的瓶颈，如何合理地构建并网系统成为业界亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本申请的第一个目的在于提出一种单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统，以提高系统输出功率，降低设备重量和成本，减少系统线路损耗，降低系统控制复杂度，提高系统的并网发电效率。
[0005]为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统，包括：风机、三端口变流器和并网变压器，其中，所述风机包括风轮和电机，所述三端口变流器包括第一整流器、第二整流器、逆变器和机械开关；所述风轮和所述电机连接，所述电机用于在所述风轮转动时输出第一交流电压信号U1、第一交流电流信号I1、第二交流电压信号U2和第二交流电流信号I2；所述电机分别与所述第一整流器的输入端和所述第二整流器的输入端连接，所述第一整流器的输出正端与所述逆变器的输入正端连接，所述第一整流器的输出负端与所述机械开关的第一自由端连接，所述机械开关的第一并联固定端与所述逆变器的输入负端连接，所述第二整流器的输出正端与所述机械开关的第二自由端连接，所述机械开关的第二并联固定端与所述逆变器的输入正端连接，所述机械开关的第一串联固定端与所述机械开关的第二串联固定端连接，所述第二整流器的输出负端与所述逆变器的输入负端连接，所述逆变器的输出端与所述并网变压器连接，所述机械开关的第一自由端切换连接所述机械开关的第一并联固定端和所述机械开关的第一串联固定端，所述机械开关的第二自由端切换连接所述机械开关的第二并联固定端和所述机械开关的第二串联固定端；所述第一整流器用于根据所述第一交流电压信号U1生成第一直流电压信号Ud1，以及根据所述第一交流电流信号I1生成第一直流电流信号Id1，所述第二整流器用于根据所述第二交流电压信号U2生成第二直流电压信号Ud2，以及根据所述第二交流电流信号I2生成第二直流电流信号Id2，所述逆变器用于根据第三直流电压信号Ud3生成第三交流电压信号U3，以及根据第三直流电流信号Id3生成第三交流电流信号I3，并将所述第三交流电压信号U3和所述第三交流电流信号I3输入至所述并网变压器其中所述第三直流电压信号Ud3根据所述第一直流电压信号Ud1和/或所述第二直流电压信号Ud2获得，
所述第三直流电流信号Id3根据所述第一直流电流信号Id1和/或所述第二直流电流信号Id2获得。
[0006]本申请实施例提出的单风轮双绕组电机直流串联统一并网系统，风轮和电机连接，电机用于在风轮转动时输出第一交流电压信号U1、第一交流电流信号I1、第二交流电压信号U2和第二交流电流信号I2，电机分别与第一整流器的输入端和第二整流器的输入端连接，第一整流器的输出正端与逆变器的输入正端连接，第一整流器的输出负端与机械开关的第一自由端连接，机械开关的第一并联固定端与逆变器的输入负端连接，第二整流器的输出正端与机械开关的第二自由端连接，机械开关的第二并联固定端与逆变器的输入正端连接，机械开关的第一串联固定端与机械开关的第二串联固定端连接，第二整流器的输出负端与逆变器的输入负端连接，逆变器的输出端与并网变压器连接，机械开关的第一自由端切换连接机械开关的第一并联固定端和机械开关的第一串联固定端，机械开关的第二自由端切换连接机械开关的第二并联固定端和机械开关的第二串联固定端，第一整流器用于根据第一交流电压信号U1生成第一直流电压信号Ud1，以及根据第一交流电流信号I1生成第一直流电流信号Id1，第二整流器用于根据第二交流电压信号U2生成第二直流电压信号Ud2，以及根据第二交流电流信号I2生成第二直流电流信号Id2，逆变器用于根据第三直流电压信号Ud3生成第三交流电压信号U3，以及根据第三直流电流信号Id3生成第三交流电流信号I3，并将第三交流电压信号U3和第三交流电流信号I3输入至并网变压器，其中第三直流电压信号Ud3根据第一直流电压信号Ud1和/或第二直流电压信号Ud2获得，第三直流电流信号Id3根据第一直流电流信号Id1和/或第二直流电流信号Id2获得。本申请实施例提出的单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统，由两套机械式选择开关组成切换开关，根据并网系统需求，通过切换开关的动作实现并网系统直流侧串联升压、并联汇流的不同功能，根据切换开关的不同工作状态，可以使系统工作于直流侧串联模式和直流侧并联模式，可以提高系统变流系统的直流母线电压等级，或变流系统直流侧电压不变的基础上通过汇集电流增加系统输出功率，网侧变流器由两个减少为一个，降低了设备重量和成本，减少了系统线路损耗，降低了系统控制复杂度，提高了系统的并网发电效率。
[0007]根据本申请的一个实施例，所述机械开关包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关。
[0008]根据本申请的一个实施例，所述电机为永磁同步发电机。
[0009]根据本申请的一个实施例，所述电机为双绕组单转子电机。
[0010]根据本申请的一个实施例，所述第一整流器为全功率整流器。
[0011]根据本申请的一个实施例，所述第二整流器为全功率整流器。
[0012]根据本申请的一个实施例，所述逆变器为全功率逆变器。
[0013]根据本申请的一个实施例，所述风轮为三叶片风轮。
[0014]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0015]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0016]图1是根据本申请一个实施例的单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统的结构示意图；
[0017]图2为本申请实施例的机械开关的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0019]下面结合附图来描述本申请实施例的单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统。
[0020]图1是根据本申请一个实施例的单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统的结构示意图，如图1所示，本申请实施例的单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统具体可包括：风机101、三端口变流器102和并网变压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单风轮双绕组电机直流串并联切换统一并网系统，其特征在于，包括：风机、三端口变流器和并网变压器，其中，所述风机包括风轮和电机，所述三端口变流器包括第一整流器、第二整流器、逆变器和机械开关；所述风轮和所述电机连接，所述电机用于在所述风轮转动时输出第一交流电压信号U1、第一交流电流信号I1、第二交流电压信号U2和第二交流电流信号I2；所述电机分别与所述第一整流器的输入端和所述第二整流器的输入端连接，所述第一整流器的输出正端与所述逆变器的输入正端连接，所述第一整流器的输出负端与所述机械开关的第一自由端连接，所述机械开关的第一并联固定端与所述逆变器的输入负端连接，所述第二整流器的输出正端与所述机械开关的第二自由端连接，所述机械开关的第二并联固定端与所述逆变器的输入正端连接，所述机械开关的第一串联固定端与所述机械开关的第二串联固定端连接，所述第二整流器的输出负端与所述逆变器的输入负端连接，所述逆变器的输出端与所述并网变压器连接，所述机械开关的第一自由端切换连接所述机械开关的第一并联固定端和所述机械开关的第一串联固定端，所述机械开关的第二自由端切换连接所述机械开关的第二并联固定端和所述机械开关的第二串联固定端；所述第一整流器用于根据所述第一交流电压信号U1生成第一直流电压信号Ud1，以及根据所述第一交流电流信号I1生成第一直流电流信号Id1；所述第二整流器用于根据所述第二交流电压信号U2生成第二直流电压信号Ud2，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦猛，郭小江，付明志，李铮，李春华，
申请(专利权)人：华能海上风电科学技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：