[实用新型]一种微网型独立运行风力发电机组的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于微网型风力发电机组控制技术领域，特别涉及一种微网型独立运行风力发电机组的控制装置。

背景技术

微网型风力发电机组大多是独立运行的户用百瓦级风电机组，安装在边远、孤立无电地区供农牧民使用。目前在有些偏远地区远离电网线路及调度，并且用户对电能的需求又特别大，并网型风力发电机组没有合适的并网条件无法在这些地区使用。大型微网型风力发电机组的发明对有一定用电量的家庭农场、公路、铁路养路站、小型微波发射站、移动通讯发射站、光纤通讯信号放大站、输油管线阴级保护站等用户有非常重要的意义。

微网型独立运行风力发电机组由于不需要并网发电，变流器输出电压必须随着负载的变化而变化，由于风能的随机性和不稳定性以及负载的随机变化大大地增加了微网型独立运行风力发电机组的复杂性，目前研究的热点之一就在于保持变流器输出电压在我们希望的范围之内。

现有技术中，独立运行变流器采用功率外环、变流器出口电压/电流内环的控制策略，这种控制策略对负载突变的情况下变流器输出电压的波动问题无法解决。由于变流器输出电压的波动对负载的影响很大，在较严重的情况下可能造成负载的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种微网型独立运行风力发电机组的控制装置。本实用新型可以有效的维持变流器出口电压的稳定，在负载突变的情况下通过调节保持网侧变流器输出电压不波动。

一种微网型独立运行风力发电机组的控制装置包括发电机、与发电机连接的机侧变流器、与机侧变流器连接的网侧变流器以及与网侧变流器连接的负载；其特征在于，还包括：用于将给定的输出电压U_ref与网侧变流器输出电压U_abc作比较的第一比较器、用于对第一比较器的输出值进行PI调节的第一PI调节器、用于获取直流母线处输出功率的功率检测器、用于对第一PI调节器的输出值和直流母线处输出功率作比较的第二比较器、用于对第二比较器的输出值作PI调节的第二PI调节器、用于将第二PI调节器的输出值ΔP和发电机输出功率P_ref相加的加法器和用于将加法器的输出值作为其给定的发电机励磁控制器。

较佳地，一种微网型独立运行风力发电机组的控制装置还包括：与发电机连接的锁相环和用于根据锁相环输出的发电机转速n得出发电机输出功率P_ref的发电机功率获取器。

较佳地，所述网侧变流器为PWM逆变器。

本实用新型的有益效果为：本实用新型克服以往微网型独立运行风力发电机组对网侧变流器输出电压难以控制的特点，提出了变流器输出电压外环、机组功率内环的控制方法，本实用新型可以有效的维持变流器出口电压的稳定，在负载突变的情况下通过调节保持网侧变流器输出电压不波动。

附图说明

图1为本实用新型的一种微网型独立运行风力发电机组的控制装置结构示意图；

图2为采用电压外环、功率内环的控制方法且电网负载波动时网侧变流器输出的电压波形图；

图3为采用功率外环、电压内环的控制方法且电网负载波动时网侧变流器输出的电压波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型提出的一种微网型独立运行风力发电机组的控制装置包括发电机、与发电机连接的机侧变流器、与机侧变流器连接的网侧变流器以及与网侧变流器连接的负载；还包括：用于将给定的输出电压U_ref与网侧变流器输出电压U_abc作比较的第一比较器、用于对第一比较器的输出值进行PI调节的第一PI调节器、用于获取直流母线处输出功率的功率检测器、用于对第一PI调节器的输出值和直流母线处输出功率作比较的第二比较器、用于对第二比较器的输出值作PI调节的第二PI调节器、用于将第二PI调节器的输出值ΔP和发电机输出功率P_ref相加的加法器和用于将加法器的输出值作为其给定的发电机励磁控制器。

本实用新型提出的一种微网型独立运行风力发电机组的控制装置，还包括：与发电机连接的锁相环和用于根据锁相环输出的发电机转速n得出发电机输出功率P_ref的发电机功率获取器。

具体地，网侧变流器为PWM逆变器。

本实用新型的工作过程包括以下步骤：发电机发出的交流电经机侧变流器整流后变为直流电，网侧变流器将直流电逆变为交流电，交流电供给负载使用；还包括以下步骤：