專利名稱：一種提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)能發(fā)電用電領(lǐng)域，特別是風(fēng)力發(fā)電送變電裝置。
風(fēng)能源利用的課題是如何較合理地解決風(fēng)能密度低，隨機(jī)性、間隙性……等問題，以及如何采用蓄能方式去配合，使用戶得到穩(wěn)定高質(zhì)量的電能。已有風(fēng)力發(fā)電送變電裝置通常是利用蓄電池貯存一定電能，無風(fēng)時用蓄電池供電。為了最大限度地利用風(fēng)能，現(xiàn)有技術(shù)必須在風(fēng)力發(fā)電裝置中設(shè)置調(diào)速系統(tǒng)，升速傳動裝置。這樣的構(gòu)成有以下缺陷1．機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度高，制造費(fèi)用高，可靠性下降；2．能量沒有最大限度的利用，低速和高速風(fēng)能利用得不好，能量利用率低。3．輸出到用戶的電能質(zhì)量不好，其電壓和頻率的穩(wěn)定性差。
本發(fā)明的目的是提供一種使風(fēng)力發(fā)電裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、運(yùn)行可靠、風(fēng)能利用率高、供電穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電送變電裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案之一是一種提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的裝置，該裝置由整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器組成；整流濾波器的輸入端1、2接單相永磁發(fā)電機(jī)的兩輸出端，其輸出端3、4接寬范圍泵升穩(wěn)壓電路的輸入端，寬范圍泵升穩(wěn)壓電路的輸出端5、4分別接蓄電池B1的正極和負(fù)極，SPWM單相逆變橋的兩輸入端接端5、端4，輸出端6、7分別接輸出濾波器的輸入端，輸出濾波器的輸出端8、9接單相負(fù)載。
整流濾波器由二極管D1、D2、D3、D4和電容器C1組成；D1和D2、D3和D4接成單相整流橋與C1并聯(lián)，形成輸出端3、4，該整流橋的另外兩個聯(lián)接點形成輸入端1、2。
寬范圍泵升穩(wěn)壓電路由電抗器L1、開關(guān)管T1、二極管D5、電容C2、C3、電阻R1、R2、驅(qū)動單元Q1和控制單元DY1組成；L1接端3，另一端接D5正極和T1,T1的控制端接Q1，另一端接公共端4，R1和R2串聯(lián)后與C1、C3并聯(lián)，R1端與D5負(fù)極聯(lián)接形成輸出端5，R2端與公共端4相聯(lián)接，R1和R2的連接點接DY1的端1，Q1的另一端接DY1的端2。
SPWM單相逆變橋由開關(guān)管T11、T12、T21、T22，續(xù)流管D11、D12、D21、D22，驅(qū)動單元Q11、Q12、Q21、Q22和單相SPWM發(fā)生器DY2，電壓負(fù)反饋單元DY3，過流檢測單元DY4組成；T11和T12、T21和T22、D11和D12、D21和D22分別串聯(lián)后跨接在端5、端4上，T11和T12、D11和D12的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端7接電感L2，T21和T22、D21和D22的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端6接電感L2的另端，Q11、Q12、Q21、Q22的各自兩端分別接在T11、T12、T21、T22的控制極和DY2的輸出端上，DY2的各輸入端接DY3、DY4的輸出端，DY3的兩輸入端分別接端6、7，DY4的兩輸入端分別接電流互感器S41、S42。
輸出濾波器由電感L2和電容器C41、C42、C43組成；L2由兩組線圈構(gòu)成，其中一組接在端6、8上，另一組接在端7、9上，C41和C42串聯(lián)后與C43一起并聯(lián)在端8、9上，C41和C42串聯(lián)的中間聯(lián)接點接端4。
本發(fā)明的技術(shù)方案之二是一種提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，該裝置由PFC型三相整流濾波電路、蓄電池、SPWM控制三相逆變橋，三組LC濾波器和公共端PE組成；PFC型三相整流濾波電路的輸入端1、端2、端3分別接三相永磁發(fā)電機(jī)的三個輸出端，其公共端PE接三相永磁發(fā)電機(jī)的中性點，PFC型三相整流濾波電路的兩個輸出端8、端9分別接串聯(lián)蓄電池B11、B12的兩端，其另一輸出端7接蓄電池B11、B12的中間聯(lián)接點后再接PE端；SPWM控制三相逆變橋的正負(fù)電源端接端8、端9，其三相輸出端接三組LC濾波器的端10、端11、端12，三組LC濾波器的接地點接PE，其三個輸出端13、端14、端15接三相負(fù)載的U、V、W端，PE極接負(fù)載的中性點。
PFC型三相整流濾波電路由電抗器L11、L12、L13，二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6，電容C11、C12、C13、C21、C22、C31、C32，電阻R31、R32、R33、R11、R12、R21、R22，整流橋Z1、Z2、Z3，開關(guān)管Q1、Q2、Q3，檢測控制驅(qū)動單元DY1、DY2、DY3，檢測電路DY4組成；Z1、Z2、Z3的各交流輸入端分別跨接在端4、端5、端6及公共端PE上，其各整流輸出端分別接Q1、Q2、Q3的源極和漏極，Q1、Q2、Q3的控制極和源極27、28、29、30、31、32分別接控制單元DY1、DY2、DY3的輸出。DY1、DY2、DY3的輸入電流信號端16、19、22分別接電流互感器S11、S12、S13，其輸入電壓信號端18、21、24分別接R31、R32、R33，R31、R32、R33的另一端分別接端1、端2、端3和C11、C12、C13，C11、C12、C13的另一端接PE端；DY4的兩輸入端接端25、26，地線接PE，其三輸出端分別接DY1、DY2、DY3的端17、20、23；D1和D2、D3和D4、D5和D6接成三相整流橋后跨接在端8、端9上，其交流輸入端子分別接端4、端5、端6，C21和C22、C31和C32分別串聯(lián)后跨接在端8、端9上，其聯(lián)接點相接后成端7與PE相接；R11、R12、R22、R21串聯(lián)后跨接在端8、端9上，其中間聯(lián)接點接PE，另二個連接點25、26接DY4；L11、L12、L13分別接在端1、4，端2、5，端3、6之間。
SPWM控制三相逆變橋由開關(guān)管T11、T12、T21、T22、T31、T32，續(xù)流管D11、D12、D21、D22、D31、D32，驅(qū)動級Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32、三相SPWM發(fā)生器DY5、電壓負(fù)反饋單元DY7、過流檢測單元DY8組成；T11和T12、T21和T22、T31和T32、D11和D12、D21和D22、D31和D32分別串聯(lián)后跨接在端8、端9上，T11和T12、D11和D12的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端10接電抗器L41，T21和T22、D21和D22的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端11接電抗器L42，T31和T32、D31和D32的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端12接電抗器L43，Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32的各自兩端分別接在T11、T12、T21、T22、T31、T32的控制極和DY5的輸出端上，DY5的各輸入控制端接DY6、DY7、DY8的輸出端，DY7的三輸入端分別接端10、11、12，DY8的三輸入端分別接電流互感器S51、S52、S53。
三組LC濾波器由電抗器L41、L42、L43和電容器C41、C42、C43組成；L41和C41、L42和C42、L43和C43分別串聯(lián)，其電抗器端分別接端10、11、12，電容器端接PE，串聯(lián)后的中點分別成為本裝置的三個輸出端。
由第一技術(shù)方案構(gòu)成的系統(tǒng)適應(yīng)于孤立運(yùn)行的小型風(fēng)力發(fā)電單相機(jī)組，對中等以上容量的三相機(jī)組，可以采用第二技術(shù)方案。同時第二技術(shù)方案還可適用于風(fēng)能發(fā)電與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的情況。
由于本發(fā)明采用了寬范圍泵升穩(wěn)壓電路或PFC型三相整流濾波電路，使低速風(fēng)能和間斷不穩(wěn)的風(fēng)能得到了充分利用，由于本發(fā)明的實現(xiàn)，風(fēng)能接收裝置不必做成變槳距結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)將不再需要，從而使風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、運(yùn)行成本低，供電更加穩(wěn)定可靠。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1為典型風(fēng)一電能量轉(zhuǎn)換裝置示意圖。
圖2為單相風(fēng)力發(fā)電送變電裝置電路方框圖。
圖3為三相風(fēng)力發(fā)電送變電裝置電路方框圖。
圖4為單相風(fēng)力發(fā)電送變電裝置較詳細(xì)主回路和控制方框圖。
圖5為三相風(fēng)力發(fā)電送變電裝置較詳細(xì)主回路和控制方框圖。
圖2、圖4所示的一種單相風(fēng)力發(fā)電送變電裝置，該裝置由整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器組成；整流濾波器的輸入端1、2接單相永磁發(fā)電機(jī)的兩輸出端，其輸出端3、4接寬范圍泵升穩(wěn)壓電路的輸入端，寬范圍泵升穩(wěn)壓電路的輸出端5、4分別接蓄電池B1的正極和負(fù)極，SPWM單相逆變橋的兩輸入端接端5、端4，輸出端6、7分別接輸出濾波器的輸入端，輸出濾波器的輸出端8、9接單相負(fù)載。
整流濾波器由二極管D1、D2、D3、D4和電容器C1組成；D1和D2、D3和D4接成單相整流橋后與C1并聯(lián)，形成輸出端3、4，該整流橋的另外兩個聯(lián)接點形成輸入端1、2。
寬范圍泵升穩(wěn)壓電路由電抗器L1、開關(guān)管T1、二極管D5、電容C2、C3、電阻R1、R2、驅(qū)動單元Q1和控制單元DY1組成；L1接端3，另一端接D5正極和T1,T1的控制端接Q1，另一端接公共端4，R1和R2串聯(lián)后與C1、C3并聯(lián)，R1端與D5負(fù)極聯(lián)接形成輸出端5，R2端與公共端4相聯(lián)接，R1和R2的連接點接DY1的端1，Q1的另一端接DY1的端2。
SPWM單相逆變橋由開關(guān)管T11、T12、T21、T22，續(xù)流管D11、D12、D21、D22，驅(qū)動單元Q11、Q12、Q21、Q22和單相SPWM發(fā)生器DY2，電壓負(fù)反饋單元DY3，過流檢測單元DY4組成；T11和T12、T21和T22、D11和D12、D21和D22分別串聯(lián)后跨接在端5、端4上，T11和T12、D11和D12的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端7接電感L2,T21和T22、D21和D22的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端6接電感L2的另端，Q11、Q12、Q21、Q22的各自兩端分別接在T11、T12、T21、T22的控制極和DY2的輸出端上，DY2的各輸入端接DY3、DY4的輸出端，DY3的兩輸入端分別接端6、7，DY4的兩輸入端分別接電流互感器S41、S42。
輸出濾波器由電感L2和電容器C41、C42、C43組成；L2由兩組線圈構(gòu)成，其中一組接在端6、8上，另一組接在端7、9上，C41和C42串聯(lián)后與C43一起并聯(lián)在端8、9上，C41和C42串聯(lián)的中間聯(lián)接點接端4。
風(fēng)力機(jī)FL是一臺固定漿距，具備空氣動力學(xué)要求的高效風(fēng)力機(jī)，它的輸出軸驅(qū)動一臺永磁交流發(fā)電機(jī)FD，因為使用了固定槳距風(fēng)力機(jī)和永磁交流發(fā)電機(jī)，使得這兩部分的結(jié)構(gòu)簡化、造價降低、維護(hù)簡單。
發(fā)電機(jī)FD輸出接到由D1、D2、D3、D4二極管組成的全波整流橋臂上，整流橋的輸出接電容濾波器C1，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時，電容C1上充電到發(fā)電機(jī)輸出電壓的峰值。
電容C1兩端接到由電抗器L1、開關(guān)管T1、二極管D5、電容C2、C3、電阻R1、R2、驅(qū)動單元Q1、控制單元DY1所組成的寬范圍泵升穩(wěn)壓電路，該電路的開關(guān)管T1、接在電抗器L1與二極管D5之間，電阻R1、R2對升高了的電壓進(jìn)行分壓取樣后，將取樣電壓送到單元DY1，電容C2、C3接在二極管D5之后，在C2、C3上獲得升高了的電壓，作為單相風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，一般將電壓升到390V左右，而電容C1上的電壓可以在100-300V寬范圍變動，它來自不穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電電壓，泵升的簡略原理是T1導(dǎo)通時電容C1上的電能以電流的磁能方式儲存于L1內(nèi)，當(dāng)T1關(guān)斷時，L1上的磁能量轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷翰⑼ㄟ^D5對C2、C3充電，經(jīng)過R1、R2分壓，取得升壓后的反饋電壓信號，再經(jīng)DY1單元對T1進(jìn)行調(diào)整，使T1的脈沖通斷間隔變化，從而穩(wěn)定C2、C3上的電壓。
蓄電池B1通過開關(guān)J1同C2、C3并聯(lián)，泵升電壓通過D5對C2、C3充電的同時，實際上對蓄電池B1充電，將電能儲存在蓄電池中，為了更換電池，設(shè)置了開關(guān)J1，為了安全充電，設(shè)置了電流傳感器S1，由S1取得充電電流信號，當(dāng)過充電一旦發(fā)生，則S1輸出的信號通過DY1單元處理后控制T1，使得充電電流不會太大。
電池B1后面接的是逆變橋，它將直流高壓(390V)變換成交流電，該逆變橋以SPWM方式(正弦脈寬調(diào)制)工作，它由開關(guān)管T11、T12、T21、T22，續(xù)流管D11、D12、D21、D22，驅(qū)動單元Q11、Q12、Q21、Q22，單相SPWM發(fā)生器DY2單元、電壓負(fù)反饋單元DY3、過流檢測單元DY4所組成。其輸出成為正弦波脈寬調(diào)制的一系列矩形波，經(jīng)過濾波器后，輸出給負(fù)載的仍然為正弦波。DY3和DY4兩個單元的作用，使逆變橋的輸出電壓因負(fù)反饋而穩(wěn)定，電流因S41、S42取樣而受到監(jiān)控，一旦外部負(fù)載發(fā)生過流，逆變器不會輸出過大電流而遭受損壞。
為了消除SPWM調(diào)制而產(chǎn)生的大量干擾、周圍的用電器不利及電容性負(fù)載對逆變器的損害，逆變器與負(fù)載之間插入了由L2、C41、C42、C43組成的輸出濾波器，使脈沖性干擾得以抑制。
圖3、圖5所示的一種三相風(fēng)力發(fā)電送變電裝置，該裝置由PFC型三相整流濾波電路、蓄電池、SPWM控制三相逆變橋，三組LC濾波器和公共端PE組成；PFC型三相整流濾波電路的輸入端1、端2、端3分別接三相永磁發(fā)電機(jī)的三個輸出端，其公共端PE接三相永磁發(fā)電機(jī)的中性點，PFC型三相整流濾波電路的兩個輸出端8、端9分別接串聯(lián)蓄電池B11、B12的兩端，其另一輸出端7接蓄電池B11、B12的中間聯(lián)接點后再接PE端；SPWM控制三相逆變橋的正負(fù)電源端接端8、端9，其三相輸出端接三組LC濾波器的端10、端11、端12，三組LC濾波器的接地點接PE，其三個輸出端13、端14、端15接三相負(fù)載的U、V、W端，PE極接負(fù)載的中性點。
PFC型三相整流濾波電路由電抗器L11、L12、L13，二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6，電容C11、C12、C13、C21、C22、C31、C32，電阻R31、R32、R33、R11、R12、R21、R22，整流橋Z1、Z2、Z3，開關(guān)管Q1、Q2、Q3，檢測控制驅(qū)動單元DY1、DY2、DY3，檢測電路DY4組成；Z1、Z2、Z3的各交流輸入端分別跨接在端4、端5、端6及公共端PE上，其各整流輸出端分別接Q1、Q2、Q3的源極和漏極，Q1、Q2、Q3的控制極和源極27、28、29、30、31、32分別接控制單元DY1、DY2、DY3的輸出。DY1、DY2、DY3的輸入電流信號端16、19、22分別接電流互感器S11、S12、S13，其輸入電壓信號端18、21、24分別接R31、R32、R33，R31、R32、R33的另一端分別接端1、端2、端3和C11、C12、C13，C11、C12、C13的另一端接PE端；DY4的兩輸入端接端25、26，地線接PE，其三輸出端分別接DY1、DY2、DY3的端17、20、23；D1和D2、D3和D4、D5和D6接成三相整流橋后跨接在端8、端9上，其交流輸入端子分別接端4、端5、端6，C21和C22、C31和C32分別串聯(lián)后跨接在端8、端9上，其聯(lián)接點相接后成端7與PE相接；R11、R12、R22、R21串聯(lián)后跨接在端8、端9上，其中間聯(lián)接點接PE，另二個連接點25、26接DY4；L11、L12、L13分別接在端1、4，端2、5，端3、6之間。
SPWM控制三相逆變橋由開關(guān)管T11、T12、T21、T22、T31、T32，續(xù)流管D11、D12、D21、D22、D31、D32，驅(qū)動級Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32、三相SPWM發(fā)生器DY5、電壓負(fù)反饋單元DY7、過流檢測單元DY8組成；T11和T12、T21和T22、T31和T32、D11和D12、D21和D22、D31和D32分別串聯(lián)后跨接在端8、端9上，T11和T12、D11和D12的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端10接電抗器L41，T21和T22、D21和D22的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端11接電抗器L42，T31和T32、D31和D32的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端12接電抗器L43，Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32的各自兩端分別接在T11、T12、T21、T22、T31、T32的控制極和DY5的輸出端上，DY5的各輸入控制端接DY6、DY7、DY8的輸出端，DY7的三輸入端分別接端10、11、12，DY8的三輸入端分別接電流互感器S51、S52、S53。
三組LC濾波器由電抗器L41、L42、L43和電容器C41、C42、C43組成；L41和C41、L42和C42、L43和C43分別串聯(lián)，其電抗器端分別接端10、11、12，電容器端接PE，串聯(lián)后的中點分別成為本裝置的三個輸出端。
從圖5可以看到，它比圖4變動了以下內(nèi)容使用了三相永磁發(fā)電機(jī)，將整流濾波器和寬范圍泵升穩(wěn)壓電路由PFC型整流濾波電路代替；SPWM單相逆變橋改成SPWM三相逆變橋；增加了鎖相同步控制環(huán)節(jié)。
風(fēng)力機(jī)FL驅(qū)動三相永磁發(fā)電機(jī)FD，F(xiàn)D的三相繞組輸出交流電AC200-400V，送入PFC型整流濾波電路。使用的PFC型電路接成三相形式，每相均有電抗器(L11、L12、L13)和正負(fù)值整流濾波器(D1、D2，D3、D4，D5、D6及C21、C31，C22、C32)，脈寬調(diào)制驅(qū)動電路(Z1、Z2、Z3、Q1、Q2、Q3)輸入功率因數(shù)校正脈寬調(diào)制控制電路(DY1、DY2、DY31單元)，由取樣電阻R11、R12、R21、R22提供信號的正負(fù)值整流輸出電壓檢測電路DY4等所組成。由這些構(gòu)成的PFC型整流濾波電路對發(fā)電機(jī)FD提供最佳功率因數(shù)，F(xiàn)D發(fā)出電壓在寬范圍變化時，都能把它的電壓整成+390V和-390V。
電容器C21、C31和C22、C32用來構(gòu)成PFC型電路的交流通路和后面的三相逆變橋的貯能及濾波回路，兩組電壓相等的高電壓蓄電池B11和B12儲存±390V直流電，它把風(fēng)力發(fā)電機(jī)不穩(wěn)定能源通過PFC電路的電壓提升和反饋穩(wěn)定后，以直流電形式儲存起來。
SPWM控制三相逆變橋由開關(guān)管T11、T12、T21、T22、T31、T32，續(xù)流管D11、D12、D21、D22、D31、D32，驅(qū)動級Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32所組成，其信號來自三相SPWM發(fā)生器DY5，SPWM發(fā)生器是一個三相正弦波脈沖寬度調(diào)制器，它產(chǎn)生的信號使T11-T32按要求切換，從而輸出按正弦律調(diào)制的脈沖，由于受到電壓反饋單元DY7和電流反饋單元DY8的控制，輸出的三相正弦電壓幅度得到穩(wěn)定，輸出過載時逆變器功率元件受到保護(hù)。
為了消除因脈沖調(diào)制帶來的干擾，在輸出端用L41、C41、L42、C42、L43、C43構(gòu)成的濾波器，凈化輸出電壓，使用戶得到高品質(zhì)正弦電壓。
S11、S12、S13和S51、S52、S53分別是輸入端和輸出端電流互感器，分別對PFC電路(DY1、DY2、DY3)和過流檢測單元(DY8)提供電流信號。
切換開關(guān)J31、J32用于風(fēng)力發(fā)電裝置供電轉(zhuǎn)換到電網(wǎng)供電的切換，以及這兩個電系統(tǒng)的并聯(lián)運(yùn)行切換。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電裝置專門用來作為向電網(wǎng)提供電能的使用場合時，該裝置內(nèi)的貯能蓄電池B11、B12可以省去，以節(jié)省裝置的總費(fèi)用。
為了嚴(yán)格地使風(fēng)力發(fā)電三相電的電壓相位同電網(wǎng)一致，以保證兩個系統(tǒng)的并聯(lián)運(yùn)行，引入了鎖相同步控制單元DY6。
以上電路的每一個部分和單元而言，都是已有的通用技術(shù)，而這些電路經(jīng)本發(fā)明的組合，使得風(fēng)力發(fā)電不穩(wěn)定能源能夠穩(wěn)定地利用，提高了風(fēng)力發(fā)電能量的利用率。
對于其它不穩(wěn)定能源轉(zhuǎn)換為電能的裝置，如潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電裝置，同樣可以使用本發(fā)明的電路原理，把不穩(wěn)定的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榉岛皖l率穩(wěn)定的交流電能。
權(quán)利要求
1．一種提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，該裝置由整流濾波器、寬范圍泵升穩(wěn)壓電路、蓄電池、SPWM單相逆變橋和輸出濾波器組成；整流濾波器的輸入端(1)、(2)接單相永磁發(fā)電機(jī)的兩輸出端，其輸出端(3)、(4)接寬范圍泵升穩(wěn)壓電路的輸入端，寬范圍泵升穩(wěn)壓電路的輸出端(5)、(4)分別接蓄電池B1的正極和負(fù)極，SPWM單相逆變橋的兩輸入端接端(5)、端(4)，輸出端(6)、(7)分別接輸出濾波器的輸入端，輸出濾波器的輸出端(8)、(9)接單相負(fù)載。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，其特征在于所述整流濾波器由二極管D1、D2、D3、D4和電容器C1組成；D1和D2、D3和D4接成單相整流橋后與C1并聯(lián)，形成輸出端(3)、(4)，該整流橋的另外兩個聯(lián)接點形成輸入端(1)、(2)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，其特征在于所述寬范圍泵升穩(wěn)壓電路由電抗器L1、開關(guān)管T1、二極管D5、電容C2、C3、電阻R1、R2、驅(qū)動單元Q1和控制單元DY1組成；L1接端(3)，另一端接D5正極和T1,T1的控制端接Q1，另一端接公共端(4)，R1和R2串聯(lián)后與C1、C3并聯(lián)，R1端與D5負(fù)極聯(lián)接形成輸出端(5)，R2端與公共端(4)相聯(lián)接，R1和R2的連接點接DY1的端(1)，Q1的另一端接DY1的端(2)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，其特征在于所述SPWM單相逆變橋由開關(guān)管T11、T12、T21、T22，續(xù)流管D11、D12、D21、D22，驅(qū)動單元Q11、Q12、Q21、Q22和單相SPWM發(fā)生器DY2，電壓負(fù)反饋單元DY3，過流檢測單元DY4組成；T11和T12、T21和T22、D11和D12、D21和D22分別串聯(lián)后跨接在端(5)、端(4)上，T11和T12、D11和D12的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端(7)接電感L2,T21和T22、D21和D22的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端(6)接電感L2的另端，Q11、Q12、Q21、Q22的各自兩端分別接在T11、T12、T21、T22的控制極和DY2的輸出端上，DY2的各輸入端接DY3、DY4的輸出端，DY3的兩輸入端分別接端(6)、(7)，DY4的兩輸入端分別接電流互感器S41、S42。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，其特征在于所述輸出濾波器由電感L2和電容器C41、C42、C43組成；L2由兩組線圈構(gòu)成，其中一組接在端(6)、(8)上，另一組接在端(7)、(9)上，C41和C42串聯(lián)后與C43一起并聯(lián)在端(8)、(9)上，C41和C42串聯(lián)的中間聯(lián)接點接端(4)。
6．一種提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，該裝置由PFC型三相整流濾波電路、蓄電池、SPWM控制三相逆變橋，三組LC濾波器和公共端PE組成；PFC型三相整流濾波電路的輸入端(1)、端(2)、端(3)分別接三相永磁發(fā)電機(jī)的三個輸出端，其公共端PE接三相永磁發(fā)電機(jī)的中性點，PFC型三相整流濾波電路的兩個輸出端(8)、端(9)分別接串聯(lián)蓄電池B11、B12的兩端，其另一輸出端(7)接蓄電池B11、B12的中間聯(lián)接點后再接PE端；SPWM控制三相逆變橋的正負(fù)電源端接端(8)、端(9)，其三相輸出端接三組LC濾波器的端(10)、端(11)、端(12)，三組LC濾波器的接地點接PE，其三個輸出端(13)、端(14)、端(15)接三相負(fù)載的U、V、W端，PE極接負(fù)載的中性點。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，其特征在于所述PFC型三相整流濾波電路由電抗器L11、L12、L13，二板管D1、D2、D3、D4、D5、D6，電容C11、C12、C13、C21、C22、C31、C32，電阻R31、R32、R33、R31、R12、R21、R22，整流橋Z1、Z2、Z3，開關(guān)管Q1、Q2、Q3，檢測控制驅(qū)動單元DY1、DY2、DY3，檢測電路DY4組成；Z1、Z2、Z3的各交流輸入端分別跨接在端(4)、端(5)、端(6)及公共端PE上，其各整流輸出端分別接Q1、Q2、Q3的源極和漏極，Q1、Q2、Q3的控制極和源極27、28、29、30、31、32分別接控制單元DY1、DY2、DY3的輸出。DY1、DY2、DY3的輸入電流信號端(16)、(19)、(22)分別接電流互感器S11、S12、S13，其輸入電壓信號端(18)、(21)、(24)分別接R31、R32、R33，R31、R32、R33的另一端分別接端(1)、端(2)、端(3)和C11、C12、C13，C11、C12、C13的另一端接PE端；DY4的兩輸入端接端(25)、(26)，地線接PE，其三輸出端分別接DY1、DY2、DY3的端(17)、(20)、(23)；D1和D2、D3和D4、D5和D6接成三相整流橋后跨接在端(8)、端(9)上，其交流輸入端子分別接端(4)、端(5)、端(6)，C21和C22、C31和C32分別串聯(lián)后跨接在端(8)、端(9)上，其聯(lián)接點相接后成端(7)與PE相接；R11、R12、R22、R21串聯(lián)后跨接在端(8)、端(9)上，其中間聯(lián)接點接PE，另二個連接點(25)、(26)接DY4；L11、L12、L13分別接在端(1)、(4)，端(2)、(5)，端(3)、(6)之間。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，其特征在于所述SPWM控制三相逆變橋由開關(guān)管T11、T12、T21、T22、T31、T32，續(xù)流管D11、D12、D21、D22、D31、D32，驅(qū)動級Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32、三相SPWM發(fā)生器DY5、電壓負(fù)反饋單元DY7、過流檢測單元DY8組成；T11和T12、T21和T22、T31和T32、D11和D12、D21和D22、D31和D32分別串聯(lián)后跨接在端(8)、端(9)上，T11和T12、D11和D12的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端(10)接電抗器L41，T21和T22、D21和D22的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端(11)接電抗器L42,T31和T32、D31和D32的串聯(lián)中點聯(lián)接后成端(12)接電抗器L43、Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32的各自兩端分別接在T11、T12、T21、T22、T31、T32的控制極和DY5的輸出端上，DY5的各輸入控制端接DY6、DY7、DY8的輸出端，DY7的三輸入端分別接端(10)、(11)、(12)，DY8的三輸入端分別接電流互感器S51、S52、S53。
9．根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，其特征在于所述三組LC濾波器由電抗器L41、L42、L43和電容器C41、C42、C43組成；L41和C41、L42和C42、L43和C43分別串聯(lián)，其電抗器端分別接端(10)、(11)、(12)，電容器端接PE，串聯(lián)后的中點分別成為本裝置的三個輸出端。
10．根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高風(fēng)力發(fā)電能量利用率的送變電裝置，其特征在于所述蓄電池B11、B12是兩組高電壓蓄電池，而且電壓相等。
全文摘要
一種提高風(fēng)力發(fā)電裝置利用率的送變電裝置,該裝置由PFC型三相整流濾波電路、蓄電池、SPWM控制三相逆變橋、三組LC濾波器依次組成。由于使用了電抗器、正負(fù)值整流濾波器、脈寬調(diào)制驅(qū)動電路、輸入功率因數(shù)校正脈寬調(diào)制控制電路、正負(fù)整流輸出電壓檢測電路組成的PFC型三相整流濾波電路,因此本裝置能夠?qū)L(fēng)力發(fā)電過程中低速風(fēng)能和不穩(wěn)定風(fēng)能產(chǎn)生的電能提升為穩(wěn)定的可以利用的電能。使用本裝置可以不在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中設(shè)置調(diào)速系統(tǒng)和升速傳動裝置,風(fēng)輪葉片也可以做成固定槳距。
文檔編號H02J7/00GK1297272SQ00120550
公開日2001年5月30日 申請日期2000年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月6日
發(fā)明者劉永言 申請人:成都希望電子研究所