[发明专利]一种节能变桨系统

说明书

技术领域

本发明属于风力发电机组领域，尤其涉及风力发电机组机舱内的一种节能变桨系统。

背景技术

随着世界各国对能源需求的持续增长，煤炭、石油等常规能源逐渐枯竭，以及环境污染问题的日益严重，人们越来越重视可再生能源的利用。近年来，风力发电作为一种取之不尽的清洁能源，越来越受到重视，然而，因为风能具有不稳定性、能量密度低和随机性等特点，同时风电厂通常位于偏远地区甚至海上，自然条件比较恶劣，因此要求其控制系统必须能够实现自动化运行，并且要求控制系统有高可靠性，所以对风力发电机组的深入研究就具有相当重要的意义。

风力发电要求有较强的环境适应能力，而变桨系统则是风力发电的核心部件之一。在现有技术中的变桨系统的备用电源利用率低、制动电阻使用时间短，成为机舱内需要经常检修的部件，增加了运行成本，且由于风力发电机组运行环境恶劣，时有主电断电情况发生，使变桨系统的损耗比较大。在传统的技术，风电机组中的电机处于发电模式时，会导致直流母线电压增高，最后通过制动，使电阻产生消耗。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种节能变桨系统，旨在提高备用电源的利用率、增加紧急顺桨的次数。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

一种节能变桨系统，包括：可控整流器、逆变器、电机、充电器、二极管、双向能量开关、超级电容；所述的可控整流器通过直流母线与逆变器的一端连接，逆变器的另一端与电机相连，所述的超级电容经双向能量开关接至直流母线上，所述的充电器接至直流母线上，其还与超级电容相连。

一种节能变桨系统，工作流程如下：

当风电机组在正常工作时，部分时间处于电动模式，消耗可控整流器输入到直流母线上的能量；部分时间，由于桨叶自身的重力和外界风向影响，处于发电模式；电机处于发电状态时，超级电容通过双向能量开关连接到母线，超级电容能够吸收，电机处于发电时的能量，超级电容存储能量的能力，是普通的超级电容的100倍以上，不但降低直流母线电压上升速度，保证了连接到直流母线上的超级电容的安全，还提高了备用电源的能量利用率；

当可控整流器的输入出现故障或输入交流电压较低时，超级电容经双向能量开关连接到直流母线，使超级电容能够吸收，电机处于发电时的能量，超级电容存储能量的能力，是普通的超级电容的100倍以上，不但降低直流母线电压上升速度，保证了连接到直流母线上的超级电容的安全，还提高了备用电源的能量利用率和顺桨可利用的能量。

本发明的有益效果在于：一种节能变桨系统，降低了正常工作时，变桨系统的损耗；由于双向能量开关的添加，提高了备用电源的利用率；增加紧急顺桨的次数，节约了制动电阻；本系统安全可靠，接近无维护消耗。

附图说明

本发明的共有附图2幅。

图1为传统的变桨系统；

图2为本发明的变桨系统。

具体实施方式

下面结合本实施例对本发明进一步说明：

一种节能变桨系统，包括：可控整流器、逆变器、电机、充电器、二极管、双向能量开关、超级电容；所述的可控整流器通过直流母线与逆变器的一端连接，逆变器的另一端与电机相连，所述的超级电容经双向能量开关接至直流母线上，超级电容的另一个支路经二极管接至直流母线上，所述的充电器接至直流母线上，其还与超级电容相连。

一种节能变桨系统，工作流程如下：

当风电机组在正常工作时，部分时间处于电动模式，消耗可控整流器输入到直流母线上的能量；部分时间，由于桨叶自身的重力和外界风向影响，处于发电模式；电机处于发电状态时，超级电容通过双向能量开关连接到母线，超级电容能够吸收，电机处于发电时的能量，超级电容存储能量的能力，是普通的超级电容的100倍以上，不但降低直流母线电压上升速度，保证了连接到直流母线上的超级电容的安全，还提高了备用电源的能量利用率；

当可控整流器的输入出现故障或输入交流电压较低时，超级电容经双向能量开关连接到直流母线，使超级电容能够吸收，电机处于发电时的能量，超级电容存储能量的能力，是普通的超级电容的100倍以上，不但降低直流母线电压上升速度，保证了连接到直流母线上的超级电容的安全，还提高了备用电源的能量利用率和顺桨可利用的能量。