一种分布式风力发电并网接口装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于风力发电技术领域，尤其涉及一种分布式风力发电并网接口装置。包括检测单元、处理单元和驱动单元；所述检测单元包括第一电流电压检测装置、第二电流电压检测装置、第三电流电压检测装置以及过零检测装置；所述处理单元与所述第一电流电压检测装置、第二电流电压检测装置、第三电流电压检测装置、过零检测装置以及驱动单元相连接；所述驱动单元与所述处理单元相连接，能够将所述处理单元的电信号反馈至DC-DC变换器。本发明专利技术采用混成控制的变占空比控制策略对风力发电进行MPPT 控制；采用混成控制策略对分布式风力发电并网接口的输出电流进行控制，使并网功率接口能够根据天气的变化选择运行在最佳模式，实现安全高效并网。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风力发电
，尤其涉及一种分布式风力发电并网接口装置。
技术介绍
分布式风力发电是指区别于以往集中式、大规模风力发电的建设方法，一般建在用户侧，所发出的电力以自用为主，多余的电量输送给公共电网。其特点具有发电容量相对小，主要接入城市配电网，接入的电压等级不超过10kV，发电场所靠近负荷区域，电能利用率高等特点。目前主要应用在工业厂房、公共建筑和居民建筑的屋顶上。分布式风力发电降低了风力发电接入的门滥，且避开了集中建设带来的并网困难，损耗大，对电网冲击大这样的不利因素，更加充分的利用了太阳能资源，促进了绿色能源的发展。但分布式风力发电目前也有自身发展的困难，特别是并入城市配电网后，改变了配电网原有的受电结构，变为多电源结构。改变了以往配电网几十年来单一受电结构的模式，因此如何解决分布式风力发电并网给电力系统带来的电压波动、谐波注入、继电保护设备的影响；如何根据分布式风电机组的容量，选择接入的电压等级和并网的方式；如何建设引入了分布式风电的智能配电网调度系统，共同作用减少分布式风电接入对城市配电网带来的不利影响，保障城市配电网的安全运行，成为了亟待解决的重要问题。
技术实现思路
针对上述现有分布式风力发电并网接口装置中存在的技术问题，本专利技术提供了一种分布式风力发电并网接口装置。目的在于提供一种能够安全高效的实现分布式风力发电的并网。为解决上述技术中存在的问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种分布式风力发电并网接口装置，包括检测单元、处理单元和驱动单元；所述检测单元包括第一电流电压检测装置、第二电流电压检测装置、第三电流电压检测装置以及过零检测装置；所述处理单元与所述第一电流电压检测装置、第二电流电压检测装置、第三电流电压检测装置、过零检测装置以及驱动单元相连接；所述驱动单元与所述处理单元相连接，能够将所述处理单元的电信号反馈至DC-DC变换器。所述第一电流电压检测装置与风力发电列阵相连接，自风力发电列阵发出的电经第一电流电压检测装置检测到信号转变为所述处理单元能够感知和处理的直流电压量。所述第二电流电压检测装置为直流电流电压检测装置，自风力发电列阵发出的电经DC/DC变换器转换后，由第二电流电压检测装置检测到信号并转变为处理单元能够感知和处理的直流电压量。所述第三电流电压检测装置为交流电流电压检测装置，由第三电流电压检测装置检测到信号并转变为所述处理单元能够感知和处理的直流电压量。所述处理单元根据输入信号，分析是否形成功率事件，然后根据不同的功率事件选择相应的控制规律生成PWM信号，经驱动单元控制DC/DC变换器中的功率开关管；设定D为所述功率开关管的占空比，将步长ΔD按大小分成两个等级：第一步长ΔD1和第二步长ΔD2，第一步长大于第二步长，对于因外部条件突然变化引起风力发电工作点远离最大功率点的情形适合用第一步长ΔD1作为扰动去调节功率开关管的占空比D；采用第二步长ΔD2作为扰动去调节功率开关管的占空比D适用于风力发电的工作点刚好落在最大功率点附近时；由于运行在Pm两侧时的工作点的ΔP/ΔU的符号刚好相反，定义：函数S1＝(ΔP(k-1)/ΔU(k-1))*(ΔPk/ΔUk)；函数S2＝(Pk-Pk-1)*(Uk-Uk-1)，S1和S2的符号能够确定风力发电运行工作点的基本位置，并利用下列逻辑条件来定义MPPT控制的功率事件：其中，Pm为最大输出功率；ΔPk为第k个运行在Pm两侧时的功率工作点的变化量，k取自然数；ΔUk为第k个运行在Pm两侧时的电压工作点的变化量；EMPPT1，EMPPT12，EMPPT3，EMPPT4。为最大功率点跟踪事件。所述的EMPPT1，如果事件EMPPT1发生，则说明当前风力发电工作点落在最大功率点左侧且远离最大功率点，应该大步长的减小D来提高风力发电的输出电压，所述处理单元使得Dk+1＝Dk-ΔD1；如果事件EMPPT2发生，则说明当前风力发电工作点落在最大功率点右侧且远离最大功率点，应该大步长的增大D来降低风力发电的输出电压，所述处理单元使得Dk+1＝Dk+ΔD1；如果事件EMPPT3发生，则说明当前风力发电工作点落在最大功率点左侧且就在最大功率点附近，应该小步长的减小D来提高风力发电的输出电压，所述处理单元使得Dk+1＝Dk-ΔD2；如果事件EMPPT4发生，则说明当前风力发电工作点落在最大功率点右侧且就在最大功率点附近，应该小步长的增大D来降低风力发电的输出电压，所述处理单元使得Dk+1＝Dk+ΔD2，Dk表示当前占空比，Dk+1表示调节后占空比。所述处理单元输出的PWM信号经驱动单元去控制DC/DC变换器的功率开关的通断，处理单元输出的PWM信号先通过三极管放大，然后采用光纤传输至光接收端，再将其转换为电信号，最后输入所述驱动单元中，所述驱动单元对所述PWM信号进行处理，并驱动所述DC/DC变换器中的功率开关管。所述的分布式风力发电并网接口装置，还包括保护单元，保护单元与处理单元相连接。所述保护单元包括过压/欠压保护、过流保护、短路保护和过热保护，其中，过压/欠压保护，根据处理单元实时检测得到的输入直流、交流电压，若超出规定的范围，将停止输出PWM信号，使并网接口装置停止工作，而过流保护，并网接口装置输出交流电流信号经电流互感器转变为电压信号，经信号调理电路送入处理单元通道，处理单元处理并计算出有效值，若有效值不在规定的范围内，将停止输出PWM信号，使并网接口装置停止工作，同时短路保护，若系统出现短路故障，处理单元在规定的时间内停止输出PWM信号，使并网接口停止工作。本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术提供了一种分布式风力发电并网接口装置，该装置采用混成控制的变占空比控制策略对风力发电进行MPPT控制；采用混成控制策略对分布式风力发电并网接口的输出电流进行控制，使并网功率接口能够根据天气的变化选择运行在最佳模式，实现安全高效并网。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术第一实施方式分布式风力发电并网接口装置的实际并网应用示意图；图2是本专利技术所述处理单元结构示意图；图3是本专利技术所述主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式风力发电并网接口装置，其特征在于：包括检测单元(100)、处理单元(200)和驱动单元(300)；所述检测单元(100)包括第一电流电压检测装置(101)、第二电流电压检测装置(102)、第三电流电压检测装置(103)以及过零检测装置(104)；所述处理单元(200)与所述第一电流电压检测装置(101)、第二电流电压检测装置(102)、第三电流电压检测装置(103)、过零检测装置(104)以及驱动单元(300)相连接；所述驱动单元(300)与所述处理单元(200)相连接，能够将所述处理单元(200)的电信号反馈至DC‑DC变换器(500)。

【技术特征摘要】
1.一种分布式风力发电并网接口装置，其特征在于：包括检测单元(100)、
处理单元(200)和驱动单元(300)；
所述检测单元(100)包括第一电流电压检测装置(101)、第二电流电压检
测装置(102)、第三电流电压检测装置(103)以及过零检测装置(104)；
所述处理单元(200)与所述第一电流电压检测装置(101)、第二电流电压
检测装置(102)、第三电流电压检测装置(103)、过零检测装置(104)以及驱
动单元(300)相连接；
所述驱动单元(300)与所述处理单元(200)相连接，能够将所述处理单
元(200)的电信号反馈至DC-DC变换器(500)。
2.根据权利要求1所述的一种分布式风力发电并网接口装置，其特征在于：
所述第一电流电压检测装置(101)与风力发电列阵(400)相连接，自风
力发电列阵(400)发出的电经第一电流电压检测装置(101)检测到信号转变
为所述处理单元(200)能够感知和处理的直流电压量。
3.根据权利要求1所述的一种分布式风力发电并网接口装置，其特征在于：
所述第二电流电压检测装置(102)为直流电流电压检测装置，自风力发电
列阵(400)发出的电经DC/DC变换器(500)转换后，由第二电流电压检测装
置(102)检测到信号并转变为处理单元(200)能够感知和处理的直流电压量。
4.根据权利要求1所述的一种分布式风力发电并网接口装置，其特征在于：
所述第三电流电压检测装置(103)为交流电流电压检测装置，由第三电流
电压检测装置(103)检测到信号并转变为所述处理单元(200)能够感知和处
理的直流电压量。
5.根据权利要求1所述的一种分布式风力发电并网接口装置，其特征在于：
所述处理单元(200)根据输入信号，分析是否形成功率事件，然后根据不
同的功率事件选择相应的控制规律生成PWM信号，经驱动单元(300)控制DC/DC
变换器(500)中的功率开关管；设定D为所述功率开关管的占空比，将步长Δ
D按大小分成两个等级：第一步长ΔD1和第二步长ΔD2，第一步长大于第二步长，
对于因外部条件突然变化引起风力发电工作点远离最大功率点的情形适合用第
一步长ΔD1作为扰动去调节功率开关管的占空比D；采用第二步长ΔD2作为扰动
去调节功率开关管的占空比D适用于风力发电的工作点刚好落在最大功率点附
近时；由于运行在Pm两侧时的工作点的ΔP/ΔU的符号刚好相反，定义：函数

\tS1＝(ΔP(k-1)/ΔU(k-1))*(ΔPk/ΔUk)；函数S2＝(Pk-Pk-1)*(Uk-Uk-1)，S1和S2的
符号能够确定风力发电运行工作点的基本位置，并利用下列逻辑条件来定义
MPPT控制的功率事件：...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋卓然，张子信，赵琳，王珊珊，宋坤，程孟增，韩震焘，戴晓宇，尹靖娇，薛琪，金宇飞，侯玉琤，赵文刚，刘凯，杨方圆，潘宵，蒋理，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司管理培训中心，
类型：发明
国别省市：辽宁;21