直驱风电系统升降压直/直变换器及其控制

成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术

合作方式：技术转让

参与活动：驻苏高校院所苏北五市产学研合作对接活动第七届中国江苏产学研合作大会

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 0 项
已授权专利,其中:发明专利 1 项

成果简介

成果概况

本发明/实用新型涉及直驱风力发电系统的直/直变换电路及其控制。该直/直变换电路基于升压斩波电路和降压斩波电路的组合，借助合适的控制方法，自动调整直驱风力发电机组输出直流电压，使直驱风力发电系统在风速比较低的情况下将整流器的输出直流电压予以提升，在风速较高的情况下将整流器的输出直流电压予以降低，从而拓展直驱风力发电系统的风速应用范围，提升直驱风力发电系统的发电效率。制定合适的控制措施，确保变换电路的功能实现，并保证变换器电路工作的可靠性。

创新要点

本发明需要解决的问题有： 1、构成直驱风力发电系统输出直流电压的调整变换电路。 2、根据馈送到并网逆变器输入端的直流电压数值，设定电路的工作模式。 3、根据升压、降压变换组合电路工作状态需求，构成检测控制电路。 4、确定该发明的主电路各开关管占空比控制电路的构成。 5、确定该发明的电路各开关管工作状态转换的技术要求。

主要技术指标

本发明提出一种直驱风力发电系统直/直变换器及其控制电路。该变换器主电路由升压变换器和降压变换器组合而成，升压变换和降压变换电路中的电感共用，按照电路输入、输出要求控制变换器主电路中两个开关管的导通关断，以实现输入直流电压的升压、降压变换，并按照并网逆变器工作要求，将发电机输出交流电经整流输出的直流电压调整到规定数值。为了借助于本发明电力变换电路实现直驱风力发电系统并网逆变器输入直流电压的幅值调整，必须确定该变换电路在不同输入电压范围内的工作方式，即何时处于升压、降压、直通工作方式等。确定变换电路工作状态的关键是要检测并网逆变器输入直流电压的大小，根据该直流电压的数值确定变换电路的工作方式。通过直流电压检测电路获得风力发电机输出（经整流）的直流电压，经检测电路得到与主电路直流电压成正比的直流电压信号，将该信号与三路基准进行比较，得到比较电路的三个状态。与变换器工作起始工作电压基准比较确定变换器是否投入工作；与直通控制电压上下限电压基准进行比较确定变换器数处于升压、直通、降压工作状态。根据检测电路输出工作状态信号，经过逻辑电路输出变换器工作状态控制信号。当检测电路输入直流电压信号低于直通控制电压下限基准但超过起始工作电压基准时，控制电路开放升压斩波电路开关管控制信号，对输入直流电压实施电压提升，按占空比将输入直流电压提升至设定值，给并网逆变器实施逆变。当检测电路输入直流电压信号低于直通控制电压上限基准但超过直通控制电压下限基准时，控制电路开放直通主电路开关管控制信号，使风力发电机输出经整流后的直流电压直接送至并网逆变器输入端，给并网逆变器实施逆变。当检测电路输入直流电压信号超过直通控制电压上限基准时，控制电路开放降压斩波电路开关管控制信号，使风力发电机输出经整流后的直流电压实施降压，按占空比将输入直流电压降低至设定值，给并网逆变器实施逆变。

其他说明

本发明在直驱风力发电系统获得应用，可以在环境风速变化的情况下，动态调整并网逆变器输入直流电压的数值，保证满足并网逆变器向电网逆变馈电的要求，保证并网逆变器的安全稳定运行，减少因为配置变浆距控制装置所需要的设备成本。系统构成简单，控制方便，运行效率高。

完成人信息

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