多套绕组系统大功率永磁风力发电机组技术方案

本实用新型专利技术提供一种多套绕组系统大功率永磁风力发电机组，包括一台具有多套绕组系统的永磁风力发电机，所述永磁风力发电机的多套绕组系统分别通过变流器与多套绕组变压器相连接，多套绕组变压器的输出端连接至电网。本实用新型专利技术在不同风速下，通过改变发电机的容量，使输入的风能与发电机的功率相匹配，实现最大功率跟踪，提高系统的能量转换效率；机组可以在较低速运行，从而使得机组在较低的风速时可以切入，提高机组发电量；机组可以按照不同功率段运行不同绕组系统，来提高运行效率；由于多套绕组系统独立运行，增加系统冗余性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及多套绕组系统的风力发电机机组，适用于带有多组小容量功率变流器的兆瓦级变速恒频风力发电机组。
技术介绍
近年来，风能作为清洁能源已经得到了广泛的应用，其中一种有效的利用方式就是风力发电，永磁发电机则是风力发电机机组应用的一种重要机型。由于大功率化机组可以有效减少机组的维护时间、提高机组的利用率，因此大功率化也是永磁风力发电机组未来的一个发展趋势。现有永磁风力发电机组多采用低压大容量系统，对于三相发电机而言，存在严重的发热问题；对于变流器而言，要实现低压大功率系统，系统电流比较大，需要多个功率器件并联实现，存在功率器件间的均流问题，且存在 安全可靠性问题。
技术实现思路
为了解决永磁风力发电机组低压大容量下三相发电机以及变流器所存在的问题，申请人经过研究改进，提供一种多套绕组系统大功率永磁风力发电机组。本技术的技术方案如下一种多套绕组系统大功率永磁风力发电机组，包括一台具有多套绕组系统的永磁风力发电机，所述永磁风力发电机的多套绕组系统分别通过变流器与多套绕组变压器相连接，多套绕组变压器的输出端连接至电网。本技术的有益技术效果是(I)在不同风速下，通过改变发电机的容量，使输入的风能与发电机的功率相匹配，实现最大功率跟踪，提高系统的能量转换效率；(2)机组可以在较低速运行，从而使得机组在较低的风速时可以切入，提高机组发电量；(3)机组可以按照不同功率段运行不同绕组系统，来提高运行效率。比如在低风速阶段，可以运行一套绕组系统，减少系统额外用电，提闻系统效率；在闻风速阶段，运行全部绕组系统，提闻运行功率，提闻系统效率；(4)由于多套绕组系统独立运行，增加系统冗余性。附图说明图I是本技术的结构图(本例中采用了两套绕组系统)。附图标记说明1、风轮；2、齿轮箱；3、永磁风力发电机(多套绕组系统)；4、第一变流器；5、第二变流器；6多套绕组变压器；7、电网。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。如图I所示，本技术的永磁风力发电机3采用多套绕组系统的发电机。本实施例中发电机采用了双三相绕组，两套绕组系统。两套绕组系统间相位差为零，相互独立运行，即可以看做两台同心的电机组成，发电机输出端连接多组小容量变流器。如图I所示，永磁风力发电机3输出端分别与变流器4与变流器5相连接，再通过断路器、熔断器等与多套绕组变压器6相连接，多套绕组变压器6输出端与电网7相连接。风轮I的转轴通过齿轮箱2与永磁风力发电机3的转轴连接。本技术的工作原理当风轮I通过齿轮箱2拖动永磁风力发电机3旋转时，永磁转子产生旋转的磁场，发电机定子绕组切割旋转磁场，产生感应电势，输出多相电至多组小容量变流器，再通过多套绕组变压器6联接至电网7。在不同风速下，通过改变发电机的容量，使输入的风能与发电机的功率相匹配，实现最大功率跟踪，提高系统的能量转换效率。两套绕组系统的功率按照一定的比例分配，机组可以按照不同的风速分功率运行，如在低风速情况下只将绕组系统一并网运行；随着风速提高，将绕组系统二并网运行；在达到额定风速后，将两套绕组系统同时并网运行，达到额定功率。在相同的电机额定容量下,双三相绕组电机每相的容量为三相电机每相容量的一半，在保持相电压不变的情况下，则和三相电机相比，相电流可以降低一半。通常三相电机是通过增加绕组的每相串联匝数，实现高压大容量；多相电机则是通过增加电机相数，实现低压大容量，同时配备多相低压变流器，避免了功率器件的并联使用所产生的均流问题，特别适合低压但又需要输出大功率的风力发电机场合。以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本技术的保护范围之内。权利要求1.一种多套绕组系统大功率永磁风力发电机组，其特征在于包括一台具有多套绕组系统的永磁风力发电机，所述永磁风力发电机的多套绕组系统分别通过变流器与多套绕组变压器相连接，多套绕组变压器的输出端连接至 电网。专利摘要本技术提供一种多套绕组系统大功率永磁风力发电机组，包括一台具有多套绕组系统的永磁风力发电机，所述永磁风力发电机的多套绕组系统分别通过变流器与多套绕组变压器相连接，多套绕组变压器的输出端连接至电网。本技术在不同风速下，通过改变发电机的容量，使输入的风能与发电机的功率相匹配，实现最大功率跟踪，提高系统的能量转换效率；机组可以在较低速运行，从而使得机组在较低的风速时可以切入，提高机组发电量；机组可以按照不同功率段运行不同绕组系统，来提高运行效率；由于多套绕组系统独立运行，增加系统冗余性。文档编号H02P9/14GK202550956SQ20122010575公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日专利技术者周会军, 安康平, 朱红燕, 杨菲, 王成, 王裕峰, 郭强, 陈恒峰, 黄森林 申请人:中科盛创(青岛)电气有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多套绕组系统大功率永磁风力发电机组，其特征在于：包括一台具有多套绕组系统的永磁风力发电机，所述永磁风力发电机的多套绕组系统分别通过变流器与多套绕组变压器相连接，多套绕组变压器的输出端连接至电网。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周会军，王成，朱红燕，王裕峰，杨菲，黄森林，郭强，安康平，陈恒峰，
申请(专利权)人：中科盛创青岛电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：