一种风力发电的变速恒频与储能的方法及装置，通过控制器发出控制信号调节励磁电源、电机侧断路器、并网开关及监测装置、功率变换器、离合器一和离合器二，控制风力发电系统的工作模式，达到风力发电的变速恒频及飞轮储能的目的。同时提供了完成上述功能的风力发电的变速恒频与储能的装置，本发明专利技术采用了机械式变频变压器，同时将飞轮储能装置与发电系统有机地集成于一体，容易实现低电压穿越，简化了系统的硬件结构，提高了效率和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
【技术保护点】
一种风力发电的变速恒频与储能的方法，其特征在于：利用风能监测装置(18)对风速和风向信号进行监测，利用机侧电网信号检测装置(6)对变频变压电机(5)的输出侧电网状态进行监测，利用并网开关及监测装置(7)对三相交流电网(8)侧状态进行检测，并将状态信息发送给控制器(14)，控制器(14)根据风能监测装置(18)、机侧电网信号检测装置(6)、并网开关及监测装置(7)发送的状态信号和功率变换器(9)发送的状态信号，进而进入风力发电与并网、风力发电与储能、风力发电与储能发电、储能发电四种工作模式，具体步骤如下：a.当风能监测装置(18)和并网开关及监测装置(7)发送到控制器(14)的状态信号在预设值范围内时，工作模式处于风力发电与并网模式，此时控制器(14)发出控制信号，控制电机侧断路器(4)和离合器一(10)闭合，离合器二(12)断开，控制器(14)向励磁电源(3)发送信号，通过控制励磁电源(3)调节同步发电机(2)的输出电压和输出无功功率；同时控制器(14)向功率变换器(9)发送控制信号，并通过控制功率变换器(9)调节永磁同步电机(11)拖动变频变压电机(5)的旋转速度，使变频变压电机(5)的输出电压频率恒定与通过并网开关及监测装置(7)监测到的三相交流电网(8)频率一致，从而使电压等级与三相交流电网(8)匹配，并网开关及监测装置(7)闭合进行并网发电；b.当风能监测装置(18)发送到控制器(14)的风能信号与预设值对比偏大，或并网开关及监测装置(7)监测到三相交流电网(8)超过设定负荷时，判断当前风力为强风力发电过剩，工作模式处于风力发电与储能模式，控制器(14)发出控制信号控制电机侧断路器(4)、离合器一(10)和离合器二(12)闭合，同时控制励磁电源(3)调节同步发电机(2)的输出电压和输出无功功率，控制器(14)通过控制功率变换器(9)调节永磁同步电机(11)拖动变频变压电机(5)的旋转速度，使变频变压电机(5)的输出电压频率恒定与通过并网开关及监测装置(7)监测到的三相交流电网(8)频率一致，从而使电压等级与三相交流电网(8)匹配；控制器(14)控制离合器二(12)闭合，使永磁同步电机(11)拖动飞轮储能装置(13)旋转，将过剩电能转换成机械能存储；c.当风能监测装置(18)发送到控制器(14)的风能信号与预设值对比偏小，或并网开关及监测装置(7)监测到三相交流电网(8)小于设定负荷时，工作模式处于风力发电与储能发电模式，控制器(14)发出控制信号控制电机侧断路器(4)闭合、离合器一(10)闭合和离合器二(12)闭合，控制器(14)通过控制励磁电源(3)调节同步发电机(2)的输出电压和输出无功功率，控制器(14)控制离合器二(12)的变速比，调节飞轮储能装置(13)拖动永磁同步电机(11)和变频变压电机(5)的旋转速度，使变频变压电机(5)的输出电压频率恒定与通过并网开关及监测装置(7)监测到的三相交流电网(8)频率一致，并使电压等级与三相交流电网(8)匹配，同时永磁同步电机(11)作为发电机将飞轮储能装置(13)的机械能转换为电能，通过功率变换器(9)和变频变压电机(5)并网输出；d.当风能监测装置(18)发送到控制器(14)的风能信号与预设值对比过低，风力机(1)停止工作，本装置工作在储能发电模式，控制器(14)发出控制信号断开离合器一(10)、闭合离合器二(12)、断开电机侧断路器(4)，由飞轮储能装置(13)拖动永磁同步电机(11)旋转发电运行，控制器(14)通过控制功率变换器(9)和离合器二(12)使变频变压电机(5)的输出电压频率恒定与通过并网开关及监测装置(7)监测到的三相交流电网(8)频率一致，电压等 级与三相交流电网(8)匹配。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓先明，谭国俊，甄文欢，郭其锋，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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