[发明专利]微电网风力发电机的并网离网一体装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机控制系统，尤其涉及一种微电网风力发电机的并网离网一体装置及方法。

背景技术

现有的风力发电机控制器，只有离网风力发电机控制器或并网风力发电机控制器。离网风力发电机控制器用于离网风力发电系统，离网风力发电机控制器控制风机给蓄电池组充电，然后将蓄电池组的电能逆变成交流电，给负载供电。并网风力发电机控制器用于并网风力发电系统，并网风力发电机控制器控制风机并输出稳定的直流电压供给并网逆变器，然后并网逆变器跟踪网电，并将电能输送到电网。

我们国家正在大力推行微电网发电，在并网系统中，当网电停电或者检修的时候，风力发电机处于制动状态，能源无法到达高效的利用；在离网系统中，可能会出现用电剩余的情况，造成能源的浪费，这样就急需一台设备可以同时实现并网和离网。

有些厂家的并网逆变器宣传具有这种功能，但经过调研，这些厂家是将并网逆变器添加了一个网电充电器给蓄电池充电，风能通过风力发电机变成电能，再通过控制器输出稳定的直流供给并网逆变器，并网逆变器输电上网，再有网电给蓄电池充电，中间增加了太多的环节，每个环节都会造成能源的浪费，控制成本较高。本发明的风力发电机并网离网控制一体装置直接从风力发电机取电后，分别进行离网和并网，只需一台风机、一台并网离网控制一体装置、两台逆变器就可以实现风力微电网发电系统或风光互补微电网发电系统，减小了中间环节，极大地节约了成本，可以更高效的利用能源。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种微电网风力发电机的并网离网一体装置及方法。通过风力发电机并网离网控制一体机直接从风力发电机取电后，分别进行离网和并网，减小了中间环节，提高了能源的利用率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微电网风力发电机的并网离网一体装置，包括：控制电路、三相整流电路一、三相整流电路二、DC/DC电源一、DC/DC电源二、手动开关和保护电路。

风力发电机与所述三相整流电路一和蓄电池组串联，风力发电机与所述手动开关、三相整流电路二、DC/DC电源二、并网逆变器串联，所述三相整流电路一和蓄电池组的串联支路与所述手动开关、三相整流电路二、DC/DC电源二、并网逆变器的串联支路并联连接，所述DC/DC电源一与所述控制电路和所述保护电路分别连接，所述DC/DC电源一和所述控制电路分别耦接到三相整流电路一的输出端，所述控制电路耦接到风力发电机的绕组上。

在所述三相整流电路一和蓄电池组之间，可以根据需要增加DC/DC降压模块。

所述控制电路包括：采样电路、谐波控制电路和谐波注入电路；所述采样电路耦接到所述三相整流电路一的输出端，所述采样电路将采样信号传送至谐波控制电路，所述谐波控制电路与所述谐波注入电路连接，所述谐波注入电路耦接到风力发电机绕组上。

所述谐波注入电路包括：谐波注入电路一、谐波注入电路二、谐波注入电路三；所述谐波注入电路一耦接到风力发电机三相绕组中的L1、L2绕组，所述谐波注入电路二耦接到风力发电机三相绕组中的L2、L3绕组，所述谐波注入电路三耦接到风力发电机三相绕组中的L1、L3绕组。

所述谐波注入电路由可控开关和二极管串联组成。

所述可控开关为N型MOSFET晶体管，所述N型MOSFET晶体管的门极与所述谐波控制电路连接、源极耦接到风力发电机的绕组、漏极与所述二极管的阴极连接，所述二极管的阳极耦接到风力发电机的绕组。

所述保护电路由继电器J1、继电器J2组成，所述继电器J1、继电器J2的供电线圈与DC/DC电源连接，所述继电器J1、继电器J2的公共点与风力发电机三相绕组中的L1连接，所述继电器J1的常闭触点与风力发电机三相绕组中的L2连接，继电器J2常闭触点与风力发电机三相绕组中的L3连接，L1、L2、L3无先后顺序之分。

一种微电网风力发电机的并网离网一体装置的控制方法，包括：风力发电机输出三相交流电能，通过三相整流电路一，输出直流电能到蓄电池组；通过三相整流电路二，输出直流电能到DC/DC电路二，输送稳定的直流电能给并网逆变器，并网逆变器将直流电逆变成交流电输送给电网。

DC/DC电源一给控制电路供电，采样电路将采集到的信号传送至谐波控制电路，谐波控制电路根据接收到的信号控制谐波注入电路中可控开关的导通和关断，通过向风力发电机注入谐波来调节风力发电机的磁阻，调整风力发电机的工作状态。