基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统，包括包括定子双绕组式双馈海上风力发电机，定子双绕组式双馈海上风力发电机包括转子绕组、第一定子绕组和第二定子绕组，第一定子绕组通过第一开关连接电网，第二定子绕组通过第三开关连接网侧变流器，转子绕组连接转子侧变流器；转子侧变流器通过中间母线连接网侧变流器，中间母线通过第二开关连接第一超级电容。发电系统的启动过程由超级电容直接为中间母线充能，不需要网侧变流器从电网取电为中间母线充能，能够解决定子双绕组式双馈海上风力发电机因网侧变流器无法取电从而无法启动的问题。法取电从而无法启动的问题。法取电从而无法启动的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统


[0001]本技术涉及海上风电机组
，具体为基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]定子双绕组式双馈风机存在两个彼此绝缘的定子绕组，其中一个定子绕组的输出直接与电网连接；另一个定子绕组的输出连接网侧变流器，产生的电压为网侧变流器提供交流输入，进而通过转子侧变流器为电机转子输入励磁电流。定子双绕组式双馈风机的网侧变流器不与电网连接，不会将谐波传入电网，适合大容量的海上风力发电系统。
[0004]但目前的定子双绕组式双馈风机的启动过程存在缺陷：定子双绕组式双馈风机在启动时，需要先从电网获取能量为中间母线充能，而网侧变流器不与电网相连，因此无法从电网获取能量；此外，当电网出现波动或是低电压时，发电系统处于孤网发电状态，由于网侧变流器无法从电网中取得所需的电能，导致发电系统无法启动。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本技术提供基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统，在定子双绕组双馈海上风力发电系统的双变流器中间母线上并入超级电容，使网侧变流器不再从电网取电，能够利用超级电容直接为中间母线充能从而实现启动。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]本技术的第一个方面提供基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统，包括定子双绕组式双馈海上风力发电机，定子双绕组式双馈海上风力发电机包括转子绕组、第一定子绕组和第二定子绕组，第一定子绕组通过第一开关K1连接电网，第二定子绕组通过第三开关K3连接网侧变流器，转子绕组连接转子侧变流器；
[0008]转子侧变流器通过中间母线连接网侧变流器，中间母线通过第二开关K2连接第一超级电容。
[0009]还包括通过第四开关K4与中间母线连接的第二超级电容。
[0010]第一超级电容通过第五开关K5连接整流桥，整流桥与电网连接。
[0011]第一定子绕组通过第一开关K1连接发电变压器，发电变压器与电网连接。
[0012]还包括撬棒保护装置，撬棒保护装置连接在转子绕组与转子侧变流器之间。
[0013]转子绕组与齿轮箱的输出轴连接。
[0014]齿轮箱的输入轴与风机叶片连接。
[0015]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0016]1、发电系统的启动过程由超级电容直接为中间母线充能，不需要网侧变流器从电
网取电为中间母线充能，能够解决定子双绕组式双馈海上风力发电机因网侧变流器无法取电从而无法启动的问题。
[0017]2、可以在中间母线上接入第二超级电容，两组超级电容形成级联，应对发电系统在电网波动以及低电压状态下的储能，或是在转子绕组回路中接入撬棒保护装置，撬棒保护装置与超级电容共同消耗电网电压跌落状态下机组发出的电能，确保机组不脱网，实现低电压穿越功能。
附图说明
[0018]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0019]图1是本技术实施例一提供的海上风力发电系统结构示意图；
[0020]图2是本技术实施例二提供的海上风力发电系统结构示意图；
[0021]图3是本技术实施例三提供的海上风力发电系统结构示意图；
[0022]图4是本技术实施例四提供的海上风力发电系统结构示意图；
[0023]图中：1、风机叶片；2、齿轮箱；31、第一定子绕组；32、第二定子绕组；4、转子绕组；5、变压器；6、双变流器；7、第一超级电容；8、第二超级电容；9、整流桥；10、撬棒保护装置。
具体实施方式
[0024]下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。
[0025]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0026]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0027]正如
技术介绍
中所描述的，目前的定子双绕组式双馈风机的启动过程存在缺陷：定子双绕组式双馈风机在启动时，需要先从电网获取能量为中间母线充能，而网侧变流器不与电网相连，因此无法从电网获取能量；此外，当电网出现波动或是低电压时，发电系统处于孤网发电状态，由于网侧变流器无法从电网中取得所需的电能，导致发电系统无法启动。
[0028]因此，以下实施例给出基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统，在定子双绕组式双馈海上风力发电系统的双变流器中间母线上接入超级电容，使网侧变流器不在从电网取电，而是通过超级电容直接为中间母线充能从而完成发电系统的启动，启动完成后转子侧产生的电能为超级电容充能为下一次启动做准备，超级电容可以通过与连接整流桥在电网电压过低或波动状态下为该超级电容充能，也可以连接撬棒保护装置共同消耗掉孤网发电时产生的电能。
[0029]实施例一：
[0030]如图1所示，本实施例的目的是提供基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统，包括定子双绕组式双馈海上风力发电机组，定子双绕组式双馈海上风力发电机组具有第一定子绕组31、第二定子绕组32和转子绕组4，第一定子绕组31通过变压器5与电网连接，第二定子绕组32通过双变流器6与转子绕组4连接；
[0031]双变流器6包括转子侧变流器和网侧变流器，两变流器通过中间母线连接。
[0032]转子侧变流器和网侧变流器之间的中间母线连接超级电容。
[0033]本实施例中，第一超级电容7接入中间母线。
[0034]齿轮箱2的输出轴与转子绕组4连接，输入轴与风机叶片1连接。
[0035]在风力推动下，风机叶片1旋转，带动齿轮箱2工作，转子绕组4与定子绕组之间发生相对运动产生电能。
[0036]本实施例中的定子双绕组式双馈海上风力发电机组包括两个绕组：第一定子绕组31和第二定子绕组32；两个绕组位于同一个定子槽内，彼此之间相互绝缘；其中，第一定子绕组31为主绕组，其输出直接与电网连接；第二定子绕组32的输出连接网侧变流器，其产生的电压为网侧变流器提供交流输入，通过转子侧变流器为电机转子输入励磁电流。本实施例中的定子双绕组式双馈风机的网侧变流器不再与电网连接，不会将谐波传入电网，同时降低了制造成本。
[0037]发电系统在调试完成后，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统，其特征在于：包括定子双绕组式双馈海上风力发电机，定子双绕组式双馈海上风力发电机包括转子绕组、第一定子绕组和第二定子绕组，第一定子绕组通过第一开关连接电网，第二定子绕组通过第三开关连接网侧变流器，转子绕组连接转子侧变流器；转子侧变流器通过中间母线连接网侧变流器，中间母线通过第二开关连接第一超级电容。2.如权利要求1所述的基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统，其特征在于：所述第一超级电容通过第五开关连接整流桥，整流桥与电网连接。3.如权利要求1所述的基于超级电容的定子双绕组式双馈海上风力发电系统，其特征在于：还包括通...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛征，朱尔奎，程靖宇，焦利，
申请(专利权)人：山东明科电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：