一种风电用智能控电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种风电用智能控电装置。它包括功率检测模块、主控制器、继电模块、降压储能模块和逆变模块，所述的主控器的输入端与功率监测模块连接，输出端与继电模块和逆变模块连接，所述的功率监测模块和继电模块的输入端分别与风电机组连接，继电模块的输出端与逆变模块和降压储能模块的输入端连接。本实用新型专利技术在实现对风力发电机组输出电能高效率逆变以便并网的同时，还可以根据电网需求智能调控并网功率，将剩余电能加以储存，而不是以传统的方式加以卸荷。以低成本实现了对中小型风力发电机组输出能量利用转化率的提高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于风力发电
，特别涉及一种风电用智能控电装置。
技术介绍
风力发电具有随机性、间歇性，使风力发电机组输出功率具有不稳定性。而对于电网来说，一定时间段内电力调度需要风力发电站提供相对稳定的输出功率。当风电机组输出功率大于电网需求时，剩余能量都是以卸荷的形式加以释放，太过浪费。而如何实现安全、稳定、智能地控电储能对风电行业来说一直是一大问题，目前国内中小型风力发电站还没有较智能的控电储能装置来实现此功能。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种能实现对中小型风力发电机组的不稳定输出功率按电网需求自适应地控制逆变和储存剩余电能的风电用智能控电装置。本技术解决上述的技术问题的技术方案是：包括功率检测模块、主控制器、继电模块、降压储能模块和逆变模块，所述的主控器的输入端与功率监测模块连接，输出端与继电模块和逆变模块连接，所述的功率监测模块和机电模块的输入端分别与风电机组连接，继电模块的输出端与逆变模块和降压储能模块的输入端连接。进一步，所述的功率监测模块由电流采样单元、电压比较器和三极管组成。进一步，所述的继电模块由非门、光电耦合器、功率放大电路以及大功率双刀双掷开关依次连接组成。进一步，所述的逆变模块由直流滤波器、IGBT功率模块、隔离变压器和交流滤波器依次连接组成。进一步，所述的主控制器采用DSP控制器TMS320F2812作为控制核心。进一步，所述的降压储能模块中的电池组为钠硫蓄电池。由于采用上述技术方案，本技术的有益效果是：1）该技术采用DSP数字控制方式，控制系统成本较低，性能稳定，能有效控制设备的正常工作；2）采用的先进的IGBT功率模块，具有高转换效率、宽电压输入范围、低频高效隔离变压器设计、高功率范围内的高性能指标等特点；3）采用的储能模块，能对风电机组的剩余输出转换为储能电池的化学能进行储存，大大提高了风电机组对风能的利用率；4）继电模块中采用了光电耦合器、继电器、三极管等弱电器件，能实现多重功能，同时模块中设置了过载保护电路，使得电路性能稳定，低价环保。附图说明图1为本技术的系统框图。图2为本技术的逆变模块电路图。图3为本技术的逆变模块控制框图。图4为本技术的继电模块电路图。图5为本技术的控制系统软件系统框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1所示，为本技术的系统框图，主要包括功率监测模块、继电模块、逆变模块、降压储能模块以及主控制器。主控制器的输入引脚与对应的功率监测模块各输出端连接，其一部分输出端与继电模块相关电路连接，另一部分输出端与逆变模块中的IGBT驱动电路连接；继电模块接收来自主控制器的控制信号，根据电网需求情况，主控制器控制继电模块工作，控制风力发电机组的切换状态，主控制器通过对风力发电机的输出功率的监控，调用给定的工作子程序，启动继电模块，决定风力发电机的电能进入逆变模块进行逆变或者进入降压储能模块进行储能。所述的主控制器采用DSP控制器TMS320F2812为核心，可以实现反馈信号的处理和A/D转换、DC/DC变换器和PWM逆变器控制脉冲的产生、系统运行状态的监视和控制、故障保护和存储、485通讯等功能。 如图2所示，为本技术的逆变模块电路图，风电机组产生的电能先经过模块中的直流滤波器抑制高频信号干扰，由电解电容储能来保持直流电压的稳定，三相全桥逆变单元将直流电转换为与电网同频、同相位的交流电，经过LC滤波器滤波产生正弦交流电，再经过隔离变压器进行电气隔离后，将电能送至输电系统。所述的逆变器采用了型号为BSM300GB60DLC的IGBT功率模块单元，同时还采用了低频高效的隔离变压器。逆变器的控制原理如图3所示，TMS320F2812主控将参考电压Vref与风力发电机组实际输出电压Vcc相比较后，误差经PI调节得到电流指令I*，再与正弦波形相乘得到正弦指令 Iref，Iref与实际输出的电流相比较后，误差经P调节后得到的值(物理意义上就相当于逆变器输出侧电感上产生的电压)与网压Vac(t)相加得到的波形与三角波比较，便产生了6路PWM波控制逆变器开关管的通断，这样就实现了其输出电压基本工作在Vref附近，系统输出正弦电流波形幅值为 I*。如图5所示，为本技术控制系统软件系统方框图，包括步骤S01、S02和S03。当系统处于S01时，控制系统上电，待DSP主控初始化后，主控将输出口置于高电平，此时继电模块的开关状态为风力发电机组的电能输入到降压储能模块，S01执行完毕。进入步骤S02，启动功率监测模块实时监测电网状况和各风力发电机的输出功率，此时系统会根据电网需求调用内部子程序计算出最优的发电机组功率分配方案并驱动继电模块切换开关状态，使部分风力发电机所输电能进入逆变模块，其具体驱动原理如图4所示，S02执行完毕。进入步骤S03，此时系统将根据从电网采样来的信号实时监测电网的相频特性，按条件发出脉冲信号驱动IGBT功率模块，实现对风电机组所输电能的逆变后送至输电系统，其具体驱动原理如图3所示。综上所述，本技术在实现对风力发电机组输出电能高效率逆变以便并网的同时，还可以根据电网需求智能调控并网功率，将剩余电能加以储存，而不是以传统的方式加以卸荷。以低成本实现了对中小型风力发电机组输出能量利用转化率的提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电用智能控电装置，其特征在于：包括功率检测模块、主控制器、继电模块、降压储能模块和逆变模块，所述的主控器的输入端与功率监测模块连接，输出端与继电模块和逆变模块连接，所述的功率监测模块和继电模块的输入端分别与风电机组连接，继电模块的输出端与逆变模块和降压储能模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的风电用智能控电装置，其特征在于：所述的功率监测模块由电流采样单元、电压比较器和三极管组成。
3.根据权利要求1所述的风电用智能控电装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，王君，文毅斌，王玉林，
申请(专利权)人：湖南省西点电力设备有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：