CN104348391A - 一种分布式低风速永磁直驱风力发电机*** - Google Patents

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吕先明
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种分布式低风速永磁直驱风力发电机***，该风力发电***包括风力发电机组以及用于存储风力发电机组所产生电能的蓄电池，所述的风力发电***还包括起动助力***，该起动助力***包括变流器和起动控制电路，变流器一端连接风力发电机组，另一端通过起动控制电路与蓄电池连接。与现有技术相比，本发明具有能够降低风力发电机的最低起动风速，提高风能资源的利用率等优点。

Description

一种分布式低风速永磁直驱风力发电机***
技术领域
本发明涉及一种风力发电***，尤其是涉及一种分布式低风速永磁直驱风力发电机***。
背景技术
低风速风场及低风速风机是风电行业内部对风能资源可利用区，即风资源III类区(包括风能资源贫乏的风资源IV类区的个别地点)建设的风电场和适用于III类低风速风场的风机的一种通俗叫法。
也有专家学者认为10m高度条件下，一般年平均风速≤5.8m/s的地域可通称为低风速区。
媒体所说的“低风速风电是指风速在6到8米/秒之间，年利用小时数在2000小时以下的风电开发项目。”是不准确、不科学的。
我国10.8亿千瓦技术可开发量里面是包括了风能可利用区域(III～IV类资源区)内的一些风资源较好地点的风能资源。而且我国风能可利用区面积在我国风资源区里是面积的最大的一个区，据统计，全国范围内可利用的低风速资源面积约占全国风能资源区的68％，由于该区只是在某个季节中风能较大，故又称为季节风能利用区。
这一地区风能密度为50～150W。大于或等于3m/s风速的时间每年有2000～4000h；大于或等于6m/s风速的时间每年有500～1500h。该地区在我国分布面积最广，包括下述地区。
(1)两广沿海，包括福建离海岸50～100km的沿海地带。冬季风能大，秋季次之。
(2)大小兴安岭山区，风能密度由北面的50W向南增到150W，每年风速大于或等于6m/s的小时数由北面的750h向南增到1500h。
(3)东从辽河平原向西，过华北大平原经西北到最西端，左侧绕西藏高原边缘部分，右侧从华北向南面淮河、长江到南岭。
众所周知由于惯性作用，风力发电机起动时初始力矩(启动力矩)要大于运行时的阻力矩。因此风力发电机组的起动风速要大于最低运行风速，这样一部分低风速资源被浪费掉。为充分利用一切可以利用的风能资源，特别是分布式风电***绝大部分建在风速较低的地区，低风速资源就比较宝贵，所以降低起动风速就有必要。同时
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分布式低风速永磁直驱风力发电机***，该***能够降低风力发电机的最低起动风速，提高风能资源的利用率。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种分布式低风速永磁直驱风力发电机***，该风力发电***包括风力发电机组以及用于存储风力发电机组所产生电能的蓄电池，所述的风力发电***还包括起动助力***，该起动助力***包括变流器和起动控制电路，变流器一端连接风力发电机组，另一端通过起动控制电路与蓄电池连接；
当风速达到设定的起动风速时，起动控制电路将蓄电池和变流器接通，驱动风力发电机组的风轮转动，当风轮达到正常运行所需的最低转速后，变流器与蓄电池断开，停止驱动风力发电机组的风轮，由风力发电机组并向蓄电池或电网输出电能。
所述的风力发电机组采用永磁直驱发电机。
所述的变流器为背靠背式双向PWM变流器。
与现有技术相比，本发明通过设计起动助力***，使得风力发电机能够在较低的风速下起动，从而提高风能资源的利用率，同时采用永磁直驱发电机，使本***只要有风场存在，即可持续发电，克服了异步风力发电机和双馈异步风力发电机在电网停电时，由于无法获得励磁电流而无法发电的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种分布式低风速永磁直驱风力发电机***，该风力发电***包括风力发电机组1以及用于存储风力发电机组所产生电能的蓄电池2。该***的特点如下：
1、风力发电机组采用永磁直驱发电机。
由于异步风力发电机和双馈异步风力发电机是他励型励磁发电机，他励型励磁发电机需要由电网提供励磁电流来建立磁场，才能发电。所以在电网停电时，异步风力发电机和双馈异步风力发电机由于无法获得励磁电流，不论当时风力很好，也只能停止发电。
然而永磁直驱发电机本身具有永久磁场，具有独立励磁磁场，不需要电网提供励磁电流建立励磁磁场，也就是说当电网停电时，只要风场继续有风，仍然可以照常发电。
2、加入起动助力***.
该起动助力***包括变流器3和起动控制电路4，变流器3一端连接风力发电机组1，另一端通过起动控制电路4与蓄电池2连接。当风速达到设定的起动风速(例如2m/s)时，起动控制电路将蓄电池2和变流器3接通，此时永磁直驱发电机运行在电动机状态，驱动发电机组的风轮转动，这样风机就可以在设定的起动风速是顺利起动。当风轮达到正常运行所需的最低转速后，静止惯性被克服，起动控制电路4控制变流器3与蓄电池2断开，停止驱动风力发电机组的风轮，由风力发电机组并向蓄电池或电网输出电能。
此外，本***变流器3为背靠背式双向PWM变流器，此种变流器本身具有向电机或电网双向供电的能力，无需增加硬件设施。而采用他形式的变流器。则需要再增设逆变器向发电机供电专用辅助电路，由起动控制器自动接通或断开。

Claims (3)

1.一种分布式低风速永磁直驱风力发电机***，该风力发电***包括风力发电机组以及用于存储风力发电机组所产生电能的蓄电池，其特征在于，所述的风力发电***还包括起动助力***，该起动助力***包括变流器和起动控制电路，变流器一端连接风力发电机组，另一端通过起动控制电路与蓄电池连接；
当风速达到设定的起动风速时，起动控制电路将蓄电池和变流器接通，驱动风力发电机组的风轮转动，当风轮达到正常运行所需的最低转速后，变流器与蓄电池断开，停止驱动风力发电机组的风轮，由风力发电机组并向蓄电池或电网输出电能。
2.根据权利要求1所述的一种分布式低风速永磁直驱风力发电机***，其特征在于，所述的风力发电机组采用永磁直驱发电机。
3.根据权利要求1所述的一种分布式低风速永磁直驱风力发电机***，其特征在于，所述的变流器为背靠背式双向PWM变流器。
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