專利名稱：大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型關(guān)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，關(guān)于一種大型風(fēng)力發(fā)電 機組的變頻器冗余系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，風(fēng)力發(fā)電在技術(shù)及經(jīng)濟上成為最具商業(yè)化規(guī)模開發(fā)條件的新能源。 隨著風(fēng)電技術(shù)的成熟化和風(fēng)資源的有效利用，風(fēng)力發(fā)電機組的單機容量越來越 大，達到以較少數(shù)量的風(fēng)力發(fā)電機組完成相同發(fā)電量的目的，從而節(jié)省土地使 用面積。
風(fēng)力發(fā)電機組的單機容量的增大必然導(dǎo)致相應(yīng)的變頻器容量增加。目前，
風(fēng)電巿場的2MW以下容量的風(fēng)力發(fā)電機組變頻器(包括全功率型變頻器)幾乎 都釆用非冗余系統(tǒng)。對于大容量變頻器采用多個開關(guān)管并聯(lián)的形式(如IGBT), 但是，在使用時由于散熱問題導(dǎo)致開關(guān)頻率不能太高；并且多開關(guān)器件并聯(lián)對 于器件的導(dǎo)通、關(guān)閉及器件性能一致性的要求較高，否則，容易造成器件損壞， 從而導(dǎo)致風(fēng)機的停機、影響風(fēng)機的發(fā)電量及功率曲線。
隨著風(fēng)力發(fā)電機組的單機容量的增加，對風(fēng)機的穩(wěn)定性、安全性、運行性 提出了更高的要求，如何實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機組即使在部分器件損壞的情況下也不 脫網(wǎng)成為當(dāng)務(wù)之急
實用新型內(nèi)容
。
有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻 器冗余系統(tǒng)，能夠使風(fēng)力發(fā)電機組在部分器件損壞的情況下實現(xiàn)不停機，同時 可以對風(fēng)力發(fā)電機組進行維護和維修，還可以進行狀態(tài)監(jiān)控及故障預(yù)診斷，大
3大提高風(fēng)力發(fā)電機組的運行時間、發(fā)電量及可利用率。
為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的 一種大型風(fēng)力
發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)，所述連接發(fā)電機轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)的變頻器冗余系統(tǒng)包
括有變頻器單元，所述變頻器單元包括有依次串聯(lián)的網(wǎng)側(cè)斷路器、網(wǎng)側(cè)變頻器、
電機側(cè)變頻器以及電機側(cè)斷路器。
所述網(wǎng)側(cè)斷路器與所述電機側(cè)斷路器相同。 所述電機側(cè)變頻器的容量大于所述網(wǎng)側(cè)變頻器的容量。 所述變頻器單元為一個以上，所述一個以上的變頻器單元并聯(lián)。 所述變頻器冗余系統(tǒng)還包括有用于保護電機側(cè)變頻器及網(wǎng)側(cè)變頻器的電網(wǎng)
趺落保護裝置。
釆用上述技術(shù)方案后的有益效果是本實用新型的大型風(fēng)力發(fā)電機組的變
頻器冗余系統(tǒng)中的變頻器單元彼此獨立運行，變頻器單元之間可以進行任何組
合運行；當(dāng)其中部分損壞或者檢修時，風(fēng)力發(fā)電機組仍然可以并網(wǎng)運行發(fā)電； 當(dāng)風(fēng)速很低的時候只運行部分的變頻器單元，要比所有變頻器均運行提供相同 功率時的工況開關(guān)損耗??；單個變頻器的容量比非冗余系統(tǒng)的小，開關(guān)頻率高， 控制更精確、諧波小、電能質(zhì)量高；能夠提高風(fēng)力發(fā)電機組的可靠性、發(fā)電量、 效率及可利用率。


圖1為本實用新型的大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)應(yīng)用于3MW雙饋 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型中具體實施例作進一步詳細(xì)說明。 如圖l所示，以3MW雙饋變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組為例，對本實用新型的變 頻器冗余系統(tǒng)用于風(fēng)力發(fā)電機組進行說明。其中，風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電機2的 轉(zhuǎn)子通過變頻器冗余系統(tǒng)及斷路器7與變壓器IO相連接，發(fā)電機2的定子通過斷路器1與變壓器IO相連接，變壓器10與電網(wǎng)相連接，且斷路器l的容量大 于斷路器7的容量。發(fā)電機2可以運行在亞同步、同步及超同步工況。
變頻器冗余系統(tǒng)包括有兩個變頻器單元8、 9(如圖1所示)，兩個變頻器單 元8、 9并聯(lián)，且變頻器單元8、 9結(jié)構(gòu)相同，變頻器單元包括有依次串聯(lián)的網(wǎng) 側(cè)斷路器3、網(wǎng)側(cè)變頻器4、電機側(cè)變頻器5以及電機側(cè)斷路器6。其中，網(wǎng)側(cè) 斷路器3與電機惻斷路器6可以相同，電機側(cè)變頻器5的容量大于網(wǎng)側(cè)變頻器4 的容量。
變頻器冗余系統(tǒng)還包括有用于保護變頻器4及5的電網(wǎng)趺落保護裝置11。 當(dāng)風(fēng)速較低時，斷路器7閉合，整機主控系統(tǒng)選擇其中的一個變頻器單元 運行，例如變頻器單元8運行，網(wǎng)側(cè)斷路器3及電機側(cè)斷路器6閉合，網(wǎng)側(cè)變 頻器4及電機側(cè)變頻器5運行，當(dāng)定子電壓與電網(wǎng)電壓同步時，斷路器l閉合； 當(dāng)風(fēng)速較高時，變頻器單元9投入運行。
當(dāng)其中的某個變頻器單元損壞或者維修時，不影響另外的變頻器單元運行。
單個變頻器單元運行由于要提供與兩個變頻器單元同時運行的勵磁電流以使定 子電壓和電網(wǎng)同步，因此，此時電機側(cè)變頻器5的電流要比兩個都運行時的高。 因而單個變頻器單元運行時的有功功率要低于50%的滿載功率。如果單個變頻 器單元運行時的功率要達到50%,那么單個變頻器單元的容量要高于1.5MW風(fēng) 電機組的變頻器容量，成本較高。
以上所述僅為本實用新型的較佳具體實施例，并非用來局限本實用新型的 專利范圍，凡運用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均同理 包含于本實用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述連接發(fā)電機轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)的變頻器冗余系統(tǒng)包括有變頻器單元，所述變頻器單元包括有依次串聯(lián)的網(wǎng)側(cè)斷路器、網(wǎng)側(cè)變頻器、電機側(cè)變頻器以及電機側(cè)斷路器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)，其特征在 于，所述網(wǎng)側(cè)斷路器與所述電機側(cè)斷路器相同。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)，其特征在 于，所述電機惻變頻器的容量大于所述網(wǎng)側(cè)變頻器的容量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項權(quán)利要求所述的大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻器單元為一個以上，所述一個以上的變 頻器單元并聯(lián)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)，其特征在 于，所述變頻器冗余系統(tǒng)還包括有用于保護電機側(cè)變頻器及網(wǎng)側(cè)變頻器的電網(wǎng) 趺落保護裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)，所述連接發(fā)電機轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)的變頻器冗余系統(tǒng)包括有變頻器單元，所述變頻器單元包括有依次串聯(lián)的網(wǎng)側(cè)斷路器、網(wǎng)側(cè)變頻器、電機側(cè)變頻器以及電機側(cè)斷路器；本實用新型的大型風(fēng)力發(fā)電機組的變頻器冗余系統(tǒng)能夠使風(fēng)力發(fā)電機組在部分器件損壞的情況下實現(xiàn)不停機，同時可以對風(fēng)力發(fā)電機組進行維護和維修，還能夠進行狀態(tài)監(jiān)控及故障預(yù)診斷，大大提高風(fēng)力發(fā)電機組的運行時間、發(fā)電量及可利用率。
文檔編號H02M5/44GK201332277SQ20082023383
公開日2009年10月21日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者蘇麗營 申請人:華銳風(fēng)電科技有限公司