CN109672211A - 一种风电机组电气系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组电气系统，包括双馈发电机、变流器和第一变压器，所述双馈发电机的定子直接与电网相连，所述双馈发电机的转子依次与所述变流器相连，所述变流器经第一变压器与电网相连。本发明的风电机组电气系统具有结构简单、成本低、环境友好性高以及发电量高等优点。

Description

一种风电机组电气系统

技术领域

本发明主要涉及风力发电技术领域，特指一种风电机组电气系统。

背景技术

分散（分布）式风电是解决当前风电行业面临的各种问题的最有效方案之一，是当前乃至将来较长时间段内解决风电消纳问题最有效的措施；也是国外风电发展的必然趋势之一。例如丹麦分散（分布）式风电占全部风电的88%，在我国，分散（分布）式风电项目主要集中在中东南部，这些地区的特点要求分散（分布）式风电机组具备更好的环境友好性、更好的机组经济性、更多的发电量。环境友好性要求机组对土地的扰动最小，这就要求优化当前风电机组的箱变，要么将箱变放到机舱上要么放到塔筒内（外），取消由于建设箱变而对土地造成扰动；更好的经济性要求风电机组进行更深入的系统集成，将分散（分布）式电网直接与风电机组进行集成，减少中间环节，提升机组的经济性；减少中间变换环节，提升电气系统的效率，增加风机的发电量。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种成本低、提升环境友好性和发电量的风电机组电气系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种风电机组电气系统，包括双馈发电机、变流器和第一变压器，所述双馈发电机的定子直接与电网相连，所述双馈发电机的转子与所述变流器相连，所述变流器经第一变压器与电网相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一变压器包括多组绕组，其中一组绕组与变流器相连。

所述第一变压器的一组绕组连接有一自用电回路，用于向风机冷却电机、水泵、偏航系统、变桨系统和控制系统进行供电。

还包括一自用电回路和第二变压器，所述自用电回路经第二变压器与所述电网相连，用于向风机冷却电机、水泵、偏航系统、变桨系统和控制系统进行供电。

还包括一自用电回路和第二变压器，所述自用电回路依次经第二变压器和第一变压器后与所述电网相连，用于向风机冷却电机、水泵、偏航系统、变桨系统和控制系统进行供电。

所述双馈发电机与电网之间串联有用于在正常情况下完成双馈发电机与电网连接与断开的第一开关。

所述双馈发电机与电网之间串联有用于在异常情况下切断双馈发电机与电网之间连接以保证电气安全的第二开关。

所述双馈发电机的转子直接与所述变流器相连或者通过电抗器、熔断器、接触器、断路器或滤波器中任意一种与所述变流器相连。

所述变流器与电网之间设置有用于实现变流器与电网之间通断的第三开关。

所述变流器与变压器之间、变压器与电网之间通过电抗器、熔断器、接触器、断路器或滤波器中任意一种相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的风电机组电气系统，将双馈发电机的定子并网点和变流器并网点分开，提升定子并网电压，使定子直接并入电网，而变流器通过变压器升压后并入电网，从而能够取消传统的箱变，减少箱变征地，减少箱变的土建工程，减少对环境的扰动，提升环境友好性；由于与电网直接集成，减少了中间变换环节，提升了发电量。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例二的结构示意图。

图3为本发明实施例三的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：

如图1所示，本实施例的风电机组电气系统，应用于分散（分布）式发电机组，包括双馈发电机M、变流器CNT和第一变压器T1，双馈发电机M的定子直接与电网（图1中的电源）相连，双馈发电机的转子与变流器相连，变流器经第一变压器与电网相连。本发明的风电机组电气系统，将双馈发电机的定子并网点和变流器并网点分开，提升定子并网电压，使定子直接并入电网，而变流器通过变压器升压后并入电网，从而能够取消传统的箱变，减少箱变征地，减少箱变的土建工程，减少对环境的扰动，提升环境友好性；由于与电网直接集成，减少了中间变换环节，提升了发电量。

本实施例中，第一变压器T1为双绕组变压器，分别与变流器和电网相连。

本实施例中，还包括一自用电回路和第二变压器（双绕组变压器），自用电回路经第二变压器与电网相连，用于向风机冷却电机、水泵、偏航系统、变桨系统和控制系统进行供电；如图1所示，P代表自用电负载（或辅助用电负载）。

本实施例中，双馈发电机与电网之间串联有至少一个用于在正常情况下完成双馈发电机与电网连接与断开的第一开关；第一开关采用接触器或断路器或隔离开关等，如图1中C1；另外，双馈发电机与电网之间串联有至少一个用于在异常情况下切断双馈发电机与电网之间连接以保证电气安全的第二开关，如断路器、熔断器或带电操的开关，见图1中的B。

本实施例中，双馈发电机的转子直接与变流器相连或者通过电抗器、熔断器、接触器、断路器或滤波器中任意一种与变流器相连；变流器与电网连接的部分称为变流器网侧回路，在变流器网侧回路，变流器与电网之间设置有用于实现变流器与电网之间通断的第三开关，如断路器、熔断器或带电操的开关，见图1中的C2。

本实施例中，变流器与变压器之间、变压器与电网之间通过电抗器、熔断器、接触器、断路器或滤波器中任意一种相连；当然，整个系统中各个部件之间均通过电抗器、熔断器、接触器、断路器或滤波器中任意一种相连，用L进行表示。

本发明的风电机组电气系统，虽然增加了变压器成本，但是省去了箱变以及箱变附属（电缆、征地）等的成本，降低了成本，还提升了环境友好性。

实施例二：

如图2所示，本实施例与实施例一的区别仅在于第二变压器与电网的连接关系，在本实施例中，自用电回路与第二变压器的一侧相连，第二变压器的另一侧连接在第一变压器与变流器之间的回路中。其它未述内容与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三：

如图3所示，本实施例与实施例一的区别仅在于第一变压器的结构选择，在本实施例中，采用三绕组变压器，自用电回路可直接与第一变压器的一组绕组相连，从而省去第二变压器，能够进一步降低成本。其它未述内容与实施例一相同，在此不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风电机组电气系统，其特征在于，包括双馈发电机、变流器和第一变压器，所述双馈发电机的定子直接与电网相连，所述双馈发电机的转子与所述变流器相连，所述变流器经第一变压器与电网相连。

2.根据权利要求1所述的风电机组电气系统，其特征在于，所述第一变压器包括多组绕组，其中一组绕组与变流器相连。

3.根据权利要求2所述的风电机组电气系统，其特征在于，所述第一变压器的一组绕组连接有一自用电回路，用于向风机冷却电机、水泵、偏航系统、变桨系统和控制系统进行供电。

4.根据权利要求1所述的风电机组电气系统，其特征在于，还包括一自用电回路和第二变压器，所述自用电回路经第二变压器与所述电网相连，用于向风机冷却电机、水泵、偏航系统、变桨系统和控制系统进行供电。

5.根据权利要求1所述的风电机组电气系统，其特征在于，还包括一自用电回路和第二变压器，所述自用电回路依次经第二变压器和第一变压器后与所述电网相连，用于向风机冷却电机、水泵、偏航系统、变桨系统和控制系统进行供电。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的风电机组电气系统，其特征在于，所述双馈发电机与电网之间串联有用于在正常情况下完成双馈发电机与电网连接与断开的第一开关。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的风电机组电气系统，其特征在于，所述双馈发电机与电网之间串联有用于在异常情况下切断双馈发电机与电网之间连接以保证电气安全的第二开关。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的风电机组电气系统，其特征在于，所述双馈发电机的转子直接与所述变流器相连或者通过电抗器、熔断器、接触器、断路器或滤波器中任意一种与所述变流器相连。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的风电机组电气系统，其特征在于，所述变流器与电网之间设置有用于实现变流器与电网之间通断的第三开关。

10.根据权利要求1至5中任意一项所述的风电机组电气系统，其特征在于，所述变流器与变压器之间、所述变压器与电网之间通过电抗器、熔断器、接触器、断路器或滤波器中任意一种相连。