一种单风轮双绕组电机独立并网系统技术方案

本申请提出了一种单风轮双绕组电机独立并网系统，包括：风机、第一变流器、第二变流器和并网变压器，其中，风机包括风轮和电机，并网变压器为双分裂变压器；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；电机通过第一变流器与并网变压器的第一输入端连接，通过第二变流器与并网变压器第二输入端连接。本申请采用双绕组同步发电机，提高了机组能量密度和发电效率，增强了系统故障冗余度和可靠性；采用两组独立并网变流器对两路输出并网回路进行独立控制，实现电气和控制部分的解耦，降低了系统复杂度，提高了系统灵活性及响应能力。高了系统灵活性及响应能力。高了系统灵活性及响应能力。

【技术实现步骤摘要】
一种单风轮双绕组电机独立并网系统


[0001]本申请涉及风力发电
，尤其涉及一种单风轮双绕组电机独立并网系统。

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，如何合理的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独立并网系统，以提高机组能量密度和发电效率，降低系统复杂度，提高系统灵活性及响应能力，增强系统故障冗余度和可靠性。
[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独立并网系统，包括：风机、第一变流器、第二变流器和并网变压器，其中，所述风机包括风轮和电机，所述并网变压器为双分裂变压器；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和第二交流电电流信号I2；所述电机通过所述第一变流器与所述并网变压器的第一输入端连接，所述第一变流器用于根据所述第一交流电压信号U1生成第三交流电压信号U3，以及根据所述第一交流电流信号I1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的第一输入端；所述电机通过所述第二变流器与所述并网变压器的第二输入端连接，所述第二变流器用于根据所述第二交流电压信号U2生成第四交流电压信号U4，以及根据所述第二交流电流信号I2生成第四交流电流信号I4，并将所述第四交流电压信号U4和所述第四交流电流信号I4输入至所述并网变压器的第二输入端。
[0006]本申请实施例提出的单风轮双绕组电机独立并网系统，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，电机通过第一变流器与并网变压器的第一输入端连接，第一变流器用于根据第一交流电压信号U1生成第三交流电压信号U3，以及根据第一交流电流信号I1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输入至并网变压器的第一输入端，电机通过第二变流器与并网变压器的第二输入端连接，第二变流器用于根据第二交流电压信号U2生成第四交流电压信号U4，以及根据第二交流电流信号I2生成第四交流电流信号I4，并将第四交流电压信号U4和第四交流电流信号I4输入至并网变压器的第二输入端。本申请实施例提出的单风轮双绕组电机独立并网系统，机组采用一个风轮，拖动一台发电机，分别经两套并网变流器单独并网，本申请采用双绕组同步发电机，提高了机
组能量密度和发电效率，增强了系统故障冗余度和可靠性；采用两组独立并网变流器对两路输出并网回路进行独立控制，实现电气和控制部分的解耦，降低了系统复杂度，提高了系统灵活性及响应能力。
[0007]根据本申请的一个实施例，所述电机为永磁同步发电机。
[0008]根据本申请的一个实施例，所述电机为双绕组单转子电机。
[0009]根据本申请的一个实施例，所述第一变流器为全功率变流器。
[0010]根据本申请的一个实施例，所述第二变流器为全功率变流器。
[0011]根据本申请的一个实施例，所述第一变流器包括第一整流器和第一逆变器。
[0012]根据本申请的一个实施例，所述第二变流器包括第二整流器和第二逆变器。
[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独立并网系统的结构示意图；
[0017]图2是根据本申请一个实施例的单风轮双绕组电机独立并网系统的第一变流器的框图；
[0018]图3是根据本申请一个实施例的单风轮双绕组电机独立并网系统的第二变流器的框图。
具体实施方式
[0019]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。
[0020]下面结合附图来描述本申请实施例的单风轮双绕组电机独立并网系统。
[0021]图1是根据本申请一个实施例的单风轮双绕组电机独立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独立并网系统具体可包括：风机101、第一变流器102、第二变流器103和并网变压器104，其中：
[0022]风机101包括风轮1011和电机1012。其中，电机具体可为双绕组单转子电机，可以包括转子、第一定子绕组和第二定子绕组。
[0023]风轮1011和电机1012(具体可以为风轮1011与电机1012的转子)连接，风轮1011在风的作用下转动，带动电机1012的转子转动，电机1012用于在风轮1011带动电机1012的转子转动时在第一定子绕组输出第一交流电压信号U1和第一交流电流信号I1；在第二定子绕组输出第二交流电压信号U2和第二交流电流信号I2。其中，电机1012具体可为永磁同步发电机，风轮1011具体可为三叶片风轮。
[0024]电机1012(具体可以为电机1012的第一定子绕组)通过第一变流器102与并网变压器104连接，具体的，电机1012(具体为电机1012的第一定子绕组)通过三相线路与第一变流
器102的输入端连接，第一变流器102的输出端通过三相线路与并网变压器104的第一输入端连接，第一变流器102用于根据第一交流电压信号U1生成第三交流电压信号U3，以及根据第一交流电流信号I1生成第三交流电流信号I3，第一变流器102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104的第一输入端。如图2所示，第一变流器102具体可包括至少一个第一整流器201和至少一个第一逆变器202。其中，第一变流器102具体可为全功率变流器，第一变流器102的转换效率为η1，输出功率为P1，可以根据第一交流电压信号U1和第一交流电流信号I1计算得到风轮带动双绕组单转子电机的转子转动时，第一变流器的输出功率P1，其计算公式如下：
[0025][0026]电机1012(具体为电机1012的第二定子绕组)通过第二变流器103与并网变压器104连接，具体的，电机1012(具体为电机1012的第二定子绕组)通过三相线路与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单风轮双绕组电机独立并网系统，其特征在于，包括：风机、第一变流器、第二变流器和并网变压器，其中，所述风机包括风轮和电机，所述并网变压器为双分裂变压器；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；所述电机通过所述第一变流器与所述并网变压器的第一输入端连接，所述第一变流器用于根据所述第一交流电压信号U1生成第三交流电压信号U3，以及根据所述第一交流电流信号I1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的第一输入端；所述电机通过所述第二变流器与所述并网变压器的第二输入端连接，所述第二变流器用于根据所述第二交流电压信号U2生成第四交流电压信号U4，以及根据所述第二交流电流信号I2生成第四交流电流信号I4，并将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦猛，郭小江，孙财新，李春华，付明志，
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：