專利名稱：風(fēng)力發(fā)電用同步機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電用同步機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)備，屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電的低壓無功補(bǔ)償是采用分組投切電容器方式實現(xiàn)的。這種方法基本上可以 實現(xiàn)無功補(bǔ)償功能，但不能平滑和精確的補(bǔ)償發(fā)電機(jī)無功需求，而且在大量運行中也暴露出 很多問題。
(1) 當(dāng)電容器分組數(shù)較小時，則單組容量大會造成很大的補(bǔ)償死區(qū)及沖擊電流。當(dāng)分 組數(shù)較大時，設(shè)備成本太高且故障率上升。
(2) 在風(fēng)速變化較大時，電容器投切太頻繁，易造成發(fā)電機(jī)和變壓器沖擊疲勞損傷， 電容器和投切開關(guān)損壞。
(3) 在無功功率快速波動時，因設(shè)備測量誤差、控制器抗干擾性能、電容器固有的充 放時間等原因經(jīng)常會造成投切滯后、補(bǔ)償超差，經(jīng)常導(dǎo)致補(bǔ)償設(shè)備過壓保護(hù)或風(fēng)力發(fā)電機(jī)異 常切出等故障。
三、 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種能平滑和精確的補(bǔ)償風(fēng)力發(fā)電機(jī)無功需求的無功補(bǔ)償 設(shè)備，降低無功補(bǔ)償設(shè)備自身的故障率，同時提高風(fēng)電設(shè)備的運行可靠性，延長其使用壽命。
技術(shù)解決方案本實用新型同歩機(jī)上的定子繞組與發(fā)電機(jī)上的電源繞組并聯(lián)，勵磁繞組 與同步機(jī)上的滑環(huán)連接，同步機(jī)上的滑環(huán)與無功控制驅(qū)動器輸出端連接。 滑環(huán)采用高耐磨封閉式滑環(huán)。
本實用新型為提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)備的運行可靠性和補(bǔ)償性能，經(jīng)過大量調(diào)研和 實驗，提出一種切實可行的新型無功功率方法，在補(bǔ)償設(shè)備成本基本相同的情況下，使用一 臺小功率同歩機(jī)將同歩機(jī)定子繞組與發(fā)電機(jī)的電源繞組并聯(lián)。因同步機(jī)在超前運行時可為系 統(tǒng)提供容性功率，通過調(diào)節(jié)同步機(jī)的實時勵磁電流可實現(xiàn)補(bǔ)償風(fēng)力發(fā)電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)下因風(fēng) 速變化導(dǎo)致無功功率的波動。無功控制驅(qū)動器通過實時采樣發(fā)電電源回路的電量參數(shù)，快速 計算出發(fā)電機(jī)的無功需求，并結(jié)合無功控制驅(qū)動器在線實測得到的同步機(jī)勵磁曲線，精確計 算出補(bǔ)償所需的同步機(jī)勵磁電流，經(jīng)過雙模閉環(huán)控制算法，快速控制勵磁驅(qū)動單元輸出到所需勵磁電流，實時控制同步機(jī)的超前運行狀態(tài)，平滑精確的補(bǔ)償發(fā)電機(jī)無功需求。由于運行 中同歩機(jī)勵磁電流很小、且采用高耐磨封閉式滑環(huán)先進(jìn)技術(shù)及一體化智能控制驅(qū)動器，顯著 提高了補(bǔ)償設(shè)備的性能，可降低補(bǔ)償設(shè)備故障率，降低風(fēng)機(jī)設(shè)備故障率，增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)運 行小時數(shù)，有很大的經(jīng)濟(jì)效益。
四

圖1本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施方式
同步機(jī)1上的定子繞組3側(cè)直接與發(fā)電機(jī)2的電源繞組4并聯(lián)連接，勵磁繞組與同步機(jī) l上的滑環(huán)5連接，無功控制驅(qū)動器6的輸出端與同歩機(jī)1上的滑環(huán)5連接。無功控制驅(qū)動 器6通過采樣三相電流互感器的電流和直接采樣發(fā)電機(jī)2的三相供電電源電壓既發(fā)電機(jī)2的 輸出電壓，經(jīng)過無功控制驅(qū)動器6內(nèi)部DSP芯片實時計算發(fā)電機(jī)2的無功功率；無功控制驅(qū)' 動器6通過同步機(jī)1運轉(zhuǎn)過程中在線實測得到的同步機(jī)1勵磁曲線，根據(jù)同步機(jī)1勵磁曲線 和發(fā)電機(jī)2的實時無功功率，DSP芯片精確的計算出補(bǔ)償所需的同步機(jī)1勵磁電流，控制在 無功控制驅(qū)動器6內(nèi)的IBGT模塊組成的AC-DC變換器快速勵磁驅(qū)動單元輸出勵磁電流， 實時驅(qū)動同歩機(jī)1的運行狀態(tài)，平滑精確補(bǔ)償發(fā)電機(jī)2的無功功率。啟動時當(dāng)發(fā)電機(jī)2轉(zhuǎn)速 接近同步機(jī)l轉(zhuǎn)速時，控制同步機(jī)l轉(zhuǎn)子側(cè)接滅磁回路后，同步機(jī)l投入電源，這時同步機(jī) 1轉(zhuǎn)速上升致亞同步速運行。再經(jīng)過很小的無功檢測穩(wěn)定延時后，勵磁控制器投入精確計算 后的勵磁電流，使同步機(jī)1同歩工作在設(shè)定的超前運行狀態(tài)。同歩機(jī)1定子繞組3提供與發(fā) 電機(jī)2需要的無功電流基本等值的容性電流。勵磁控制器采用先進(jìn)的閉環(huán)算法精確的動態(tài)跟 蹤發(fā)電機(jī)2無功需求并實時調(diào)節(jié)同步機(jī)1勵磁電流，平滑精確的補(bǔ)償發(fā)電機(jī)無功功率。
權(quán)利要求1、風(fēng)力發(fā)電用同步機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)備，包括同步機(jī)(1)，其特征在于，同步機(jī)(1)上的定子繞組(3)與發(fā)電機(jī)組(2)上的電源繞組(4)并聯(lián)，勵磁繞組與同步機(jī)(1)上的滑環(huán)(5)連接，同步機(jī)(1)上的滑環(huán)(5)與無功控制驅(qū)動器(6)輸出端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)力發(fā)電用同步機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)備，其特征在于，滑環(huán)(5)采 用高耐磨封閉式滑環(huán)。
專利摘要本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電用同步機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)備，屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。特點是同步機(jī)上的定子繞組與發(fā)電機(jī)組上的電源繞組并聯(lián)，勵磁繞組與同步機(jī)上的滑環(huán)連接，同步機(jī)上的滑環(huán)與無功控制驅(qū)動器輸出端連接。由于補(bǔ)償運行中同步機(jī)勵磁電流很小、且采用高耐磨封閉式滑環(huán)先進(jìn)技術(shù)及一體化智能控制驅(qū)動器，顯著提高了補(bǔ)償設(shè)備的性能，可降低補(bǔ)償設(shè)備故障率，降低風(fēng)機(jī)整體設(shè)備故障率，增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運行小時數(shù)，有很大的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號H02P9/14GK201328098SQ20082011564
公開日2009年10月14日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者程建邦 申請人:包頭市匯全稀土實業(yè)(集團(tuán))有限公司