[发明专利]一种风力发电系统供电控制装置

说明书

本申请涉及一种风力发电系统供电控制装置，所述风力发电系统包括风轮机，所述风轮机依次连接双馈风力发电机、变压器、整流电流、boost变换器、直流线缆、并网供电接口；所述供电控制装置包括采集模块、控制器、驱动模块；所述采集模块，用于采集风力发电系统的数据；所述控制器根据采集的数据进行分析处理，根据相位差值及频率差值，确定风轮机的运行模式，并输出控制指令到所述驱动模块，所述驱动模块驱动风轮机改变运行模式。本申请通过快速调整风轮机风叶的运行情况，调整风轮机的输出电压和相位，使风轮机能够满足电网供电稳定的需求，提升风力发电系统的并网供电的电能质量。

技术领域

本申请属于新能源供电技术领域，特别涉及一种风力发电系统供电控制装置。

背景技术

现有技术中，风力供电存在大量谐波，很难稳定的给电网进行并网供电，造成风力发电机虽然利用风能发电，但是无法较好的输送出去，有些现有技术中，为了能够稳定的将风力发电系统产生的电能输送到电网中，需要先将风力发电系统产生的电能通过多次变换，形成稳定的直流电，存储在电池中，然后在电网或者负载需要时，将电能从电池中输送出去，这样会造成电能多次变换，能量容易损失，同时，需要使用大量的电池，造成供电成本增加。

现有技术中，风力发电系统由于其间歇性，无法较好的直接并网，在于其无法快速的跟踪相位，频率以及存在大量谐波，会造成对电网的污染，急需一种能够快速直接并网的风力系统，能够通过快速跟踪相位、频率等以直接控制风轮机，达到快速供电的方式。

发明内容

为解决上述技术问题：本申请提出一种风力发电系统供电控制装置，所述风力发电系统包括风轮机，所述风轮机依次连接双馈风力发电机、变压器、整流电流、boost变换器、直流线缆、并网供电接口；所述供电控制装置包括采集模块、控制器、驱动模块；所述采集模块，用于采集风力发电系统的供电接口的第一电流Io和第一电压Vo；以及风力发电系统的风轮机输出的第二电流Ii；

所述控制器根据采集的数据进行分析处理，根据相位差值及频率差值，确定风轮机的运行模式，并输出控制指令到所述驱动模块，所述驱动模块驱动风轮机改变运行模式。

所述的风力发电系统供电控制装置，所述控制器包括等值模块、计算模块、比较模块、指令输出模块；所述等值模块用于根据风力发电系统的固有参数进行等值，形成仿真模型；所述计算模块用于计算第一电压Vo和第一电流Io之间的第一相位相角以及供电端的第一频率；所述比较模块用于计算所述第一相位与预设的相位差值以及第一频率与预设频率的频率差值；所述指令输出模块用于输出控制风轮机改变运行模式的控制指令。

所述的风力发电系统供电控制装置，所述指令输出模块包括第一无线通信模块、第四无线通信模块，所述第一无线通信模块与所述驱动模块的第二无线通信模块建立无线通信信号，用于将控制指令无线的发送到所述驱动模块。

所述的风力发电系统供电控制装置，所述采集模块包括传感器、第三无线通信模块、无线电能供电模块；所述无线电能供电模块无线的感测所述并网供电接口处的电能，给传感器和所述第三无线通信模块供电，所述第三无线通信模块将传感器检测的数据传输到所述第四无线通信模块。

所述的风力发电系统供电控制装置，所述计算模块通过如下方式计算所述第一相位相角：

其中，为和之间的相角差，为Io和Vo之间的相角差，为测量的电流相位角，R为风轮机到电网之间的电阻，X为风轮机到电网之间的电抗，风轮机到电网之间的阻抗满足：Z=R+jX，Vi为风轮机输出电压。

所述的风力发电系统供电控制装置，所述相位差值、频率差值分别为：