[实用新型]一种小型风力发电装置的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种小型风力发电装置的控制系统。

背景技术

风力发电作为一种清洁、环保的发电方式，越来越受到重视。但在现实中，自然风是非常不稳定的，而风力发电机是完全依靠自然风推动风轮转动，带动风力发电机产生电能，因此风力发电机的工作状态非常不稳定，因而必须对风力发电机进行多路供电，并对多路供电进行控制，保证风力发电输出的稳定、安全和高效。

中国专利公开号CN102142711A，公开日是2011年8月3日，公开了一种风力发电机的控制系统，包括总控制器，总控制器分别连接有发电机和蓄电池，总控制器包括与发电机的输出端相连接的整流装置、与整流装置的输出端相连接的脉宽调制装置和控制装置，总控制器还包括连接于发电机和蓄电池之间的逆变装置，逆变装置设置有控制开关，该控制开关与控制装置相连，并受控制装置的控制；控制装置包括与整流装置的输出端相连接、检测输出端电压变化的检测装置，检测装置连接有从检测装置读取数据并进行计算的计算装置，计算装置连接有脉宽调整装置。不足之处在于，这种风力发电机的控制系统，在风速过高的情况下，由于风力发电机输出的功率过大，输出的直流电很不稳定，容易烧坏风力发电机的控制系统，电源输出的稳定性和安全性都不高。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有风力发电机的控制系统，在风速过高的情况下，由于风力发电机输出的功率过大，输出的直流电很不稳定，容易烧坏风力发电机的控制系统，电源输出的稳定性和安全性都不高的这些不足，提供一种小型风力发电装置的控制系统，根据MPPT（最大功率跟踪）算法，调节DC/DC变换电路的占空比，达到控制输出电源稳定性的目的，并且还能根据温度传感器检测到的风力发电机内部线圈绕组的温度让控制系统停止工作，保护控制系统不被损坏。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种小型风力发电装置的控制系统，其特征在于，包括：一号机组模块、二号机组模块、三号机组模块和控制器，其中，一号机组模块、二号机组模块和三号机组模块分别与控制器连接，所述一号机组模块包括风力发电机、整流器、DC/DC变换单元、滤波电路频率检测电路、电压传感器、电流传感器、驱动电路、温度传感器和最大功率点跟踪单元，其中，频率检测电路、电压传感器、电流传感器、驱动电路、温度传感器和最大功率点跟踪单元分别与控制器连接，整流器、频率检测电路和温度传感器分别与风力发电机连接，整流器、滤波电路和驱动电路分别与DC/DC变换单元连接，所述电压传感器和所述电流传感器分别连接在整流器和DC/DC变换单元之间的线路上；所述二号机组模块和所述三号机组模块也分别包括风力发电机、整流器、DC/DC变换单元、滤波电路、频率检测电路、电压传感器、电流传感器、驱动电路、温度传感器和最大功率点跟踪单元，并且其连接方式与一号机组模块的连接方式完全相同；所述一号机组模块的滤波电路、所述二号机组模块的滤波电路和所述三号机组模块的滤波电路的输出端并联在一起。

本方案共有三路风力发电机，并且这三路风力发电机分别有完全一致的风力发电机功率转换电路。针对每一路的风力发电输入信号，风力发电机的输出都为三相交流信号。当风速达到一定速度时，风力发电机的输出频率达到控制器工作所满足的条件，则风力发电机的输出功率也满足控制器工作的要求，这时能够进行发电，否则不进行发电。电压传感器和电流传感器分别采集风力发电机的电压信号和电流信号，并根据MPPT（最大功率跟踪）算法，调节DC/DC变换单元的占空比，从而达到控制输出功率稳定的目的。DC/DC变换器单元的输出为固定频率的方波信号，通过滤波电路变成直流信号。并且还能根据温度传感器检测到的风力发电机内部线圈绕组的温度让控制系统停止工作，保护控制系统不被损坏。这只针对一路信号的情况，对于整个控制器，一共有三路这样的风力发电输入信号，其工作方式均保持一致。

作为优选，还包括直流母线，所述直流母线的一端分别与所述一号机组模块的滤波电路、所述二号机组模块的滤波电路和所述三号机组模块的滤波电路直接连接。直流母线使得易于实现对输出电压的实时监控。

作为优选，还包括蓄电池，所述直流母线的另一端与蓄电池连接。风力发电机的控制方式为恒流源方式，其输出电压取决于外部所连接的电压，因此为了使输出电压的波形保持基本恒定状态，在外部连接一台蓄电池作为储能使用，让输出稳定可靠。