一种基于风力发电机组的互补发电系统及并网调试方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于风力发电机组的互补发电系统，其包括风力发电机组、功率补偿装置，风力发电机组和功率补偿装置并联运行向负载供电，风力发电机组根据所述功率补偿装置输出电压的频率和相位调节自身输出电压的频率和相位，以使风力发电机组和功率补偿装置输出电压的频率和相位一致，功率补偿装置根据风力发电机组输出功率调节自身输出功率，以使风力发电机组和功率补偿装置输出功率之和与负载平衡。本发明专利技术提供的互补发电系统，不必使用储能装置，且输出功率电压稳定，波动小，电能质量高。此外，还提供一种风力发电机组的并网调试方法，采用该方法可在电网建设与风机吊装不同步时对风力发电机组进行调试，从而减少了调试时间和人力物力投入。

Complementary power generation system based on wind generator set and grid connected debugging method

The present invention provides a hybrid power system of wind turbine based on the wind turbine, including power compensation device, parallel wind turbine and power compensation device operation to supply the load of wind turbine according to the frequency and phase frequency and phase of the output voltage of the power compensation device can adjust its output voltage, in order to make the same frequency and phase voltage of wind turbine and the output power compensation device, power compensation device based on the wind turbine output power can adjust its output power, so that the wind turbine and power compensation device output power and load balancing. The complementary power generation system provided by the invention does not need to use an energy storage device, and the output power is stable in voltage, small in fluctuation, and high in power quality. In addition, also provides a grid connected wind turbine debugging method, the method can be used in power grid construction and fan hoisting synchronization of wind turbine for debugging, so as to reduce the debugging time and manpower and material resources.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电技术，尤其涉及一种基于直驱永磁同步风力发电机组的互补发电系统，以及一种风力发电机组并网调试方法。
技术介绍
随着石油、煤等非可再生资源的消耗和环保意识的提高，人们已越来越重视可再生能源的应用。其中，风能作为一种清洁的可再生能源，在全球节能减排工作中的地位日益重要，相应地，作为风能向电能转换装置的风力发电机组也已得到越来越多的重视和发展。在实际应用中，由于风力大小以及方向总是不断变化的，因此，在风力发电机组工作过程中，其输出功率就会相应地产生波动。这种情况下，为了确保风柴互补发电系统输出功率稳定，人们在实际应用中常使柴油发电机与风力发电机并联运行而组成风柴互补发电系统来供电。这样，一方面可以确保系统输出功率的稳定，另一方面，由于风力发电机组与柴油发电机组协同工作，共同向负载输出功率，因而降低了柴油发电机组的功率输出，在充分利用风能的同时节省燃油。在现有的风柴互补发电系统中，风力发电机组和柴油发电机组发出的交流电经过整流，变换为直流电存入蓄电池内，再经过逆变器将直流电逆变为交流电供给负载。然而， 由于现有风柴互补发电系统中的蓄电池储能容量相对较小以及储能效率相对较低，因而上述结构的风柴互补发电系统仅限于小型风力发电机组的应用。若将其直接应用于大型风力发电机组，由于大型风力发电机组输出功率大，诸如蓄电池的储能装置已不能满足要求，因此，目前还没有大型风力发电机组与柴油发电机组互补运行的实例，尤其是直驱永磁同步风力发电机组与柴油发电机组的互补运行。此外，大型风力发电机组主要应用于并网运行；然而，在实际应用中，风力发电机组的吊装与电网建设并不同步，如果电网建设较慢，则需要等到电网建设完成之后才能对风力发电机组进行并网调试，以确定风力发电机组各部分是否能正常稳定运行，以及是否能满足并网运行的要求，从而延长了风电建设项目完成的时间，降低了工作效率，并且增加了风机制造厂家的人力与物力的投入，增加了成本
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述问题，提供一种基于风力发电机组的互补发电系统，其不必使用储能装置，且输出功率电压稳定，波动小，电能质量高。此外，本专利技术还提供一种风力发电机组的并网调试方法，采用该方法可在电网建设与风机吊装不同步时对风力发电机组进行调试，从而减少了调试时间和人力物力投入。为此，本专利技术提供了一种基于风力发电机组的互补发电系统，其包括风力发电机组、功率补偿装置，所述风力发电机组和功率补偿装置并联运行向负载供电，所述风力发电机组根据所述功率补偿装置输出电压的频率和相位调节自身输出电压的频率和相位，以使所述风力发电机组和所述功率补偿装置输出电压的频率和相位一致，所述功率补偿装置根据所述风力发电机组输出功率调节自身输出功率，以使所述风力发电机组和所述功率补偿装置输出功率之和与负载平衡。 其中，还包括检测单元，所述检测单元检测所述功率补偿装置的输出功率，并将检测信号发送给所述功率补偿装置，所述功率补偿装置根据所述检测信号调节自身输出功率。其中，所述检测单元检测所述功率补偿装置输出电压的频率和相位，并将检测信号发送给风力发电机组，所述风力发电机组根据所述检测信号调节自身输出电压的频率和相位，以使所述风力发电机组和所述功率补偿装置输出电压的频率和相位一致。其中，所述风力发电机组包括依次连接的直驱永磁同步风力发电机、机侧变流器和网侧变流器，所述网侧变流器与所述负载相连接。其中，所述网侧变流器根据所述柴油发电机组输出电压的频率和相位，调节所述风力发电机组输出电压的频率和相位，以使所述风力发电机组和功率补偿装置输出电压的频率和相位一致。其中，所述功率补偿装置为柴油发电机组。其中，所述柴油发电机组包括依次连接的柴油机、传动系统和同步电机，所述同步电机与所述负载相连接。其中，所述同步电机包括用于调节所述柴油发电机组输出电压的励磁系统。其中，所述柴油机包括用于调节所述柴油机频率的调速系统。此外，本专利技术还提供了一种风力发电机组的并网调试方法，其包括下述步骤1) 启动功率补偿装置，待所述功率补偿装置达到预定电压及频率时，使所述功率补偿装置与模拟负载连接，并手动为所述功率补偿装置配载，所述功率补偿装置用于模拟电网电压，其输出电压的频率和相位与电网电压的频率和相位相同；2)待所述功率补偿装置和模拟负载稳定运行后，检测所述功率补偿装置输出电压的幅值、频率和相位；3)根据所述功率补偿装置输出电压的幅值、频率和相位节所述风力发电机组输出电压的频率和相位，以使所述风力发电机组和所述功率补偿装置输出电压的频率和相位一致，待所述风力发电机组和所述功率补偿装置的输出电压同步后，使所述风力发电机组与模拟负载连接，所述风力发电机组和功率补偿装置并联向所述模拟负载供电，完成并网；4)检验所述风力发电机组的参数是否满足要求，以及各部分运行是否正常。其中，所述功率补偿装置为柴油发电机组。采用本专利技术提供的基于风力发电机组的互补发电系统具有如下有益效果本专利技术提供的基于风力发电机组的互补发电系统，由于风力发电机组根据功率补偿装置输出电压的相位和频率调节自身输出电压的频率和相位，使这二者输出电压的频率和相位一致，因此容易满足并网条件，并且功率补偿装置可根据风力发电机组的输出功率调节自身输出功率，因而可维持二者输出功率之和与负载的平衡。在本专利技术的优选实施方式中，所述功率补偿装置为柴油发电机组，并且采用永磁直驱同步风力发电机组来组成风柴互补发电系统，永磁直驱同步风力发电机组通过交直交变流器与柴油发电机组相连，全功率变流器实时检测柴油发电机组输出电压，将此电压信号作为变流器调制的同步信号，以确保风力发电机组输出交流电满足并网条件，由于全功率变流器自身具有很强的调节能力，并网时对柴油发电机组的冲击小，且风机输出电流谐波小，电能质量高，并且永磁直驱风力发电机组没有齿轮箱，故障率较低，降低了维护成本。采用本专利技术提供的风力发电机组的并网调试方法具有如下有效效果本专利技术提供的风力发电机组并网调试方法，采用功率补偿装置模拟电网电压，模拟负载模拟电网负载，将待调试的风力发电机组与所述功率补偿装置和模拟负载连接，并调节其输出电压， 使风力发电机组输出电压的频率和相位和功率补偿装置输出电压的频率和相位相同，以满足并网条件，从而检验风力发电机组是否能够并网运行，因此采用本专利技术提供的风力发电机组并网调试方法可在风机吊装与电网建设不同步时，也可对风力发电机组进行调试，检验风机各部分的运行，从而节省了风机制造厂家的人力与物力投入。附图说明图1为本专利技术基于风力发电机组的互补发电系统结构框图；图2为本专利技术基于风力发电机组的互补发电系统的详细结构图；图3为本专利技术风力发电机组并网测试流程图；图4为本专利技术风力发电机组并网测试接线原理图。具体实施例方式为使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术提供的基于风力发电机组的互补发电系统以及风力发电机组的并网调试方法进行详细说明。请一并参阅图1和图2，本专利技术提供的基于风力发电机组的互补发电系统，包括风力发电机组1、功率补偿装置2和检测单元4。风力发电机组1和功率补偿装置2并联运行， 向电网负载3输出电能，检测单元4检测风力发电机组的输出功率P1并将检测信号发送给功率补偿装置2，功率补偿装置2根据该信号调节自身输本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于风力发电机组的互补发电系统，其特征在于，包括风力发电机组、功率补偿装置，所述风力发电机组和功率补偿装置并联运行向负载供电，所述风力发电机组根据所述功率补偿装置输出电压的频率和相位调节自身输出电压的频率和相位，以使所述风力发电机组和所述功率补偿装置输出电压的频率和相位一致，所述功率补偿装置根据所述风力发电机组输出功率调节自身输出功率，以使所述风力发电机组和所述功率补偿装置输出功率之和与负载平衡。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海龙，孙伟，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：65