包括半导体变压器模块的风力发电系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及包括半导体变压器模块的风力发电系统及其控制方法，更具体而言，涉及一种包括电力转换装置与变压器一体化而成的半导体变压器模块的风力发电系统及其控制方法。


背景技术：

2.风力发电系统表示将风能转换为电能的发电系统。具体而言，通过利用风来旋转的叶片的旋转力产生电能。
3.风力发电系统具有发电机和电力转换装置。发电机将叶片的旋转能量转换为电能。在发电机生产的电力通过电力转换装置转换为规定的输出电力。
4.为了使风力发电系统供应更多的电力，存在进一步增加风力发电系统的容量的必要性。此时，从发电机输出的电压因绝缘等理由而无法增加，保持恒定。因此，风力发电系统的容量增加可以通过电流的增加来实现。
5.电流的大小与电力电缆的直径成正比，因此，通常在电流增加时，会伴随电力电缆的体积和重量增加。但是，在电力电缆的体积和重量过度增加的情况下，风力发电系统的整体设计可能会发生限制。
6.作为减少电力电缆的直径的方案，可以考虑电力转换装置设置在位于塔上部的机舱(nacelle)的风力发电系统。但是，这会导致机舱的体积和重量增加，还引发支撑机舱的塔的重量增加。其结果，可能不利于风力发电系统的设计。
7.由此，可以考虑能够减少对比相同容量的体积和重量的电力转换装置的开发。
8.在韩国授权实用新型公报第20-0489237号中，公开了风力发电机用变压器。具体而言，公开了安装在塔柱内部的风力发电机用变压器。
9.但是，这种类型的变压器提供在风力发电机的下部，在风力发电机的容量增加时，会增加电力电缆的体积和重量。因此，风力发电机的设计可能受到限制。
10.在韩国授权专利公报第10-1364243号中，公开了风力发电机用电力转换装置。具体而言，公开了设置有第一转换器、直流链路、第二转换器以及转换器控制部的电力转换装置。
11.但是，在这种类型的电力转换装置中，由于机舱的体积和重量增加，而存在使风力发电机整体的体积和重量增加的可能性。这可能不利于风力发电机的设计。
12.(专利文献1)韩国授权实用新型公报第20-0489237号(2019.08.29.)
13.(专利文献2)韩国授权专利公报第10-1364243号(2014.02.17.)


技术实现要素：

14.发明要解决的问题
15.本发明的一目的在于，提供一种包括以比相同容量的现有变压器更小的体积和重量形成的半导体变压器模块的风力发电系统及其控制方法。
16.本发明的另一目的在于，提供一种包括能够根据目标电压、目标容量以及设置空间以各种形态配置的半导体变压器模块的风力发电系统及其控制方法。
17.本发明的又一目的在于，提供一种包括能够根据发电机的生产电力以最优转换效率运转的半导体变压器模块的风力发电系统及其控制方法。
18.本发明的又一目的在于，提供一种包括能够容易应用于难以接近的设备的半导体变压器模块的风力发电系统及其控制方法。
19.本发明的又一目的在于，提供一种包括能够缓和因电力电缆导致的机舱的旋转限制的半导体变压器模块的风力发电系统及其控制方法。
20.用于解决问题的手段
21.为了实现上述目的，本发明的实施例的风力发电系统包括：旋转部，能够利用风力朝规定的方向旋转；以及机舱，结合在所述旋转部的一侧；所述机舱包括：发电机，与所述旋转部的旋转轴结合，将所述旋转部的旋转能量转换为电能；以及半导体变压器模块，与所述发电机电连接，从所述发电机接收输入电力并转换为预先设定的输出电力。
22.另外，所述输出电力的电压高于所述输入电力的电压。
23.另外，所述半导体变压器模块可以设置有复数个，所述机舱可以包括在内部形成有容纳复数个所述半导体变压器模块的空间的外壳。
24.另外，复数个所述半导体变压器模块可以沿横向或纵向并排排列。
25.另外，复数个所述半导体变压器模块可以配置为矩阵形态，以能够使所述机舱的重心与预先设定的位置对应。
26.另外，复数个所述半导体变压器模块可以配置为串联和并联中的任一种或串联和并联混合配置，以使其输出结果与预先设定的输出电压和所述输出电力对应。
27.另外，所述外壳可以设置有复数个，复数个所述外壳可以配置为矩阵形态，以能够使所述机舱的重心与预先设定的位置对应。
28.另外，所述外壳可以由能够相对于彼此进行分离或合体的复数个部分构成，并且可以通过组装所述复数个部分来制造。
29.另外，所述半导体变压器模块可以具有由绞合线形成的绕组。
30.另外，所述绕组可以由利兹线(litz wire)形成。
31.另外，所述半导体变压器模块可以具有由铁氧体(ferrite)或纳米晶体(nano crystal)材料形成的铁芯。
32.另外，所述机舱的一侧与朝向地面的方向延伸的塔结合，所述旋转部和所述机舱能够根据外部的风向变化，以所述塔为中心旋转。
33.另外，本发明公开了一种风力发电系统的控制方法，作为风力发电系统的控制方法，包括：(a)步骤，利用风力开始所述旋转部的旋转动作；(b)步骤，所述旋转部的旋转能量传递到所述发电机；(c)步骤，所述发电机生产电能；以及(d)步骤，所述半导体变压器模块将所述发电机的生产电力转换为更高电压的电力。
34.另外，在所述(a)步骤之前，可以执行：(a0)步骤，所述旋转部和所述机舱与外部的风向变化对应地以所述塔为中心旋转。
35.另外，所述(d)步骤可以包括：(d1)步骤，根据所述生产电力的变化来调整运转的所述半导体变压器模块的数量。
36.另外，在所述(d1)步骤中，运转的所述半导体变压器模块的数量可以被调节为使电力转换效率最大的数量。
37.另外，所述(d)步骤可以包括：(d2)步骤，所述半导体变压器模块将所述生产电力转换为高于60hz的频率。
38.另外，在所述(d2)步骤之后，执行：(d3)步骤，所述半导体变压器模块输出被转换成预先设定的电压的大小和电流的形态的电力。
39.发明效果
40.本发明的各种效果中，能够通过上述解决方法获得的效果如下。
41.首先，发电机的生产电力被半导体变压器模块转换并传递到电力系统。半导体变压器模块可以通过现有的电力转换装置与变压器一体化来形成。
42.半导体变压器模块将生产电力转换为更高频率的矩形波。另外，半导体变压器模块的绕组由绞合线结构形成，铁芯由比硅钢板更轻的铁氧体或纳米晶体材料形成。
43.因此，相比于相同容量的现有的变压器，半导体变压器模块可以形成为更小的体积和重量。
44.另外，半导体变压器模块可以设置有复数个。复数个半导体变压器模块可以配置为矩阵形态。不仅如此，复数个半导体变压器模块可以以串联或并联的方式自由配置。
45.因此，可以设计出能够与各种目标电压和容量对应的半导体变压器模块。更进一步，能够更容易地设计并设置安装有半导体变压器模块的机舱。这能够有利于如风力发电系统一样被设置在限制的空间的发电系统。
46.另外，当发电机的生产电力发生变化时，能够与所述变化对应地调节运转的半导体变压器模块的数量。
47.因此，半导体变压器模块可以在根据发电机生产电力的最优转换效率区间被驱动。其结果，能够进一步提高风力发电系统的发电效率。
48.另外，半导体变压器模块的外壳由能够相对于彼此进行分离或合体的复数个部分构成。不仅如此，半导体变压器模块可以形成为小且轻的模块形态。
49.因此，能够更容易地将半导体变压器模块和外壳搬运到机舱的内部。由此，能够减少在设置并维修半导体变压器模块时使用重型设备的比例。其结果，半导体变压器模块能够容易地应用于山或海上等难以靠近的设备上。
50.另外，能够减小从半导体变压器模块向电力系统传递电力的电力电缆的直径，同时减少机舱的体积和重量。
51.因此，能够进一步缓和因电力电缆导致的机舱的旋转限制。即，能够进一步增加电力电缆的最大旋转角。
附图说明
52.图1是示出本发明实施例的风力发电系统的概略图。
53.图2是示出设置于图1的风力发电系统的机舱的概略图。
54.图3是示出本发明一实施例的电力转换部的立体图。
55.图4是示出本发明另一实施例的电力转换部的立体图。
56.图5是示出本发明又一实施例的电力转换部的立体图。
57.图6是示出在调节运转的半导体变压器模块的数量的前后的状态的电力转换部的立体图。
58.图7是示出本发明实施例的风力发电系统的控制方法的流程图。
59.图8是示出图7的s500步骤的具体步骤的流程图。
具体实施方式
60.以下，参照附图，对本发明实施例的风力发电系统1及其控制方法更详细地说明。
61.在以下的说明中，为了明确说明本发明的特征，可以省略针对一部分构成要素的说明。
62.在本说明书中，即使是彼此不同的实施例，对相同或相似的构成要素赋予了相同的附图标记，并省略了对其的重复说明。
63.附图仅用于帮助理解本说明书中公开的实施例，本说明书中公开的技术思想并不限定于附图。
64.除非上下文另外明确指出，否则单数表达包括复数表达。
65.以下，参照图1，对本发明实施例的风力发电系统1进行说明。
66.风力发电系统1是利用外部风力来产生电能的发电系统。具体而言，风力发电系统1通过将旋转能量转换为电能来产生电能。
67.风力发电系统1在地上和海上均能够设置。但是，风力发电系统1通常设置在风力较大的区域。这是因为发电系统的发电量与风力的三次方成正比。
68.在风力发电系统1生产的电能被运输到电力系统。抵达电力系统的电能最终被供应到家庭、机关、企业等需要电能的各种场所。
69.在图示的实施例中，风力发电系统1包括旋转部10、塔20以及机舱30。
70.旋转部10将风力发电系统1外部的风能传递至后述的机舱30。
71.旋转部10位于风力发电系统1的上侧。这是因为风力从地表越向高处越强。
72.当风通过旋转部10时，旋转部10朝规定的方向旋转并具有旋转能量。
73.在图示的实施例中，旋转部10包括叶片110和轮毂120。
74.叶片110是旋转部10与风直接接触的部分。
75.叶片110形成为朝放射状外侧延伸的板形状。此时，叶片110朝一方向弯曲并延伸。另外，叶片110可以设置有复数个。
76.当风通过叶片110时，叶片110朝规定的方向旋转。所述规定的方向与叶片110的弯曲方向相关。即，叶片110根据其弯曲方向来决定旋转方向。
77.在叶片110的中心部配置有轮毂120。
78.轮毂120起到叶片110的旋转轴的作用。即，叶片110以轮毂120为基准进行旋转。
79.轮毂120位于叶片110的放射状内侧。即，在轮毂120的放射状外侧结合有复数个叶片110。换言之，轮毂120配置为被复数个叶片110包围。
80.在一实施例中，轮毂120形成为沿一方向延伸的柱形状。所述一方向是与叶片110的延伸方向垂直的方向。
81.当叶片110旋转时，轮毂120与叶片110一起旋转。具体而言，当叶片110朝顺时针方向或逆时针方向旋转时，轮毂120也与叶片110一起朝顺时针方向或逆时针方向旋转。
82.在旋转部10的下侧配置有塔20。
83.塔20将旋转部10从地面隔开，以使旋转部10能够在上侧与风接触。另外，在下侧支撑后述的机舱30。
84.塔20形成为从旋转部10的底面朝从底面远离的方向延伸的柱形状。
85.在一实施例中，塔20形成为沿上下方向延伸的圆柱形状。在所述实施例中，塔20朝上侧延伸且其直径逐渐减小。这是为了使塔20更稳定地支撑风力发电系统1。
86.塔20可以由高强度材料形成。例如，塔20可以由混凝土材料形成。
87.在图示的实施例中，在塔20内部安装有电力电缆210。
88.电力电缆210将风力发电系统1生产的电能传递到外部的电力系统。
89.电力电缆210配置在后述的机舱30和外部的电力系统之间，并分别与机舱30和外部的电力系统电连接。稍后，与机舱30一起对此详细说明。
90.电力电缆210通过塔20的内部空间。由此，电力电缆210朝与塔20的延伸方向相同的方向延伸。
91.电力电缆210的内侧由导体材料形成，外侧由绝缘体材料形成。在一实施例中，电力电缆210的内侧由金属材料形成，外侧由合成橡胶树脂材料形成。
92.在塔20的上侧设置有机舱30。
93.以下，参照图2，对机舱30进行说明。
94.机舱30是将旋转部10的旋转能量转换为电能的部分。
95.机舱30结合在旋转部10的一侧。具体而言，机舱30与旋转部10的轮毂120结合。
96.机舱30的下侧与塔20的上端结合。由此，机舱30可以被塔20支撑而与地面隔开。
97.另外，机舱30与电力电缆210电连接。从机舱30输出的电力通过电力电缆210供应到外部的电力系统。
98.机舱30可以与旋转部10一起以塔20为中心进行旋转。具体而言，机舱30和旋转部10可以通过检测风向的变更，并根据此进行旋转。
99.在图示的实施例中，机舱30包括齿轮箱310、发电机320以及电力转换部330。
100.齿轮箱310接收旋转部10的旋转能量，并使发电机320的转子以预先设定的速度旋转。即，齿轮箱310调节发电机320的转子的转速。
101.齿轮箱310配置在旋转部10的轮毂120与发电机320之间，并分别与轮毂120和发电机320结合。
102.在因台风等而发生过大的风速的情况下，存在发电机320的转子以过大的速度旋转的可能性。转子的过度旋转可能会引发发电机320的损伤。由此，齿轮箱310调整转子的转速，以使转子不会过度旋转。
103.但是，齿轮箱310并非是必要构成要素，可以省略。即，轮毂120可以不经过齿轮箱310而与发电机320直接结合。
104.发电机320将旋转部10的旋转能量转换为电能。
105.发电机320与旋转部10的轮毂120和齿轮箱310结合，并从轮毂120和齿轮箱310接收旋转能量。
106.发电机320具有与轮毂120和齿轮箱结合的转子。转子与轮毂120结合，并在轮毂120旋转时与轮毂120一起旋转。在一实施例中，可以利用齿轮箱310来调节转子的转速。
107.发电机320利用转子的旋转力来产生电能。
108.在发电机320产生的电力被传递至电力转换部330。
109.以下，参照图3至图6，对电力转换部330进行说明。
110.电力转换部330将发电机320生产的电力转换为预先设定的输出电力。此时，所述输出电力构成为比发电机320生产的电力的电压更高的电压。
111.电力转换部330配置在发电机320与电力电缆210之间，并分别与发电机320和电力电缆210电连接。
112.在图示的实施例中，电力转换部330包括外壳331和半导体变压器模块332。
113.外壳331形成电力转换部330的外观。
114.在外壳331的内部形成有能够容纳各种构成要素的空间。
115.在图示的实施例中，外壳331形成为正六面体形状。但是，外壳331并不局限于图示的形状，而可以以各种形态形成。例如，外壳331可以形成为圆柱形状。
116.外壳331可以设置有复数个。复数个外壳331可以沿横向或纵向并排排列。
117.另外，复数个外壳331可以配置为矩阵形态，以能够使机舱30的重心与预先设定的位置一致。
118.在一实施例中，外壳331可以构成为相对于彼此能够分离或合体的复数个部分。在所述实施例中，外壳331可以由所述复数个部分组装而制造。
119.在图示的实施例中，外壳331包括门331a和模块壳331b。
120.门331a形成在外壳331的一侧。
121.门331a形成为板形状。另外，门331a的至少一个棱相对于外壳331被固定，而使门331a可以相对于外壳331进行旋转。随着门331a旋转，可以开闭外壳331的内部空间。
122.在外壳331的内部空间形成有单个或复数个模块壳331b。
123.模块壳331b是供后述的半导体变压器模块332插入的空间。由此，模块壳331b形成为与半导体变压器模块332对应的形状。
124.半导体变压器模块332从发电机320接收输入电力并转换为预先设定的输出电力，并将其传递到电力电缆210。
125.半导体变压器模块332由现有技术的电力转换装置与变压器一体化而形成。因此，半导体变压器模块332可以形成为相比于相同容量的现有技术的变压器更小的体积和重量。
126.半导体变压器模块332的绕组由非常细的线构成的绞合线形成。在一实施例中，所述绕组由利兹线形成。由此，能够防止因高频电流导致的趋肤效应。
127.在一实施例中，设置于半导体变压器模块332的铁芯可以由对于高频电流的耐久性优异的材料形成。例如，所述铁芯可以由铁氧体或纳米晶体材料形成。尤其，在铁氧体和纳米晶体的情况下，与现有的铁芯材料的硅钢板相比，在质量方面更有利。
128.综上，本发明实施例的半导体变压器模块332可以以比相同容量的现有技术的变压器更小的体积和重量形成。
129.因此，半导体变压器模块332可以更容易地搬运到机舱30的内部。由此，能够减少在半导体变压器模块332的设置和维修期间使用重型设备的比例。其结果，半导体变压器模块332能够容易地应用于山或海上等难以靠近的设备上。
130.另外，能够减少从半导体变压器模块332向系统传递电力的电力电缆210的直径，同时减少机舱30的体积和重量。因此，能够缓和因电力电缆210导致的机舱30的旋转限制。即，能够增加电力电缆210的最大旋转角。
131.如上所述，半导体变压器模块332从发电机320接收输入电力并转换为预先设定的输出电力，并将其传递到电力电缆210。为此，半导体变压器模块332分别与发电机320和电力电缆210电连接。所述输出电力的电压大于所述输入电力的电压。转换过程如下。
132.首先，半导体变压器模块332将低频的正弦波转换为高频的矩形波。当电力转换成高频时，电压变为高压。变压的电力最终重新转换为低频并输出。在此，高频表示高于商用频率(60hz)的频率。
133.半导体变压器模块332可以设置有复数个。此时，复数个半导体变压器模块332可以配置成矩阵形态。在一实施例中，复数个半导体变压器模块332可以配置为使机舱30的重心与预先设定的位置一致。
134.图3至图5示出了半导体变压器模块332的配置结构的各种实施例。
135.复数个半导体变压器模块332可以沿横向或纵向并排排列。在一实施例中，复数个半导体变压器模块332可以配置为串联和并联中的任一种或串联和并联混合配置，以使其输出结果与预先设定的输出电压和输出电力对应。
136.因此，可以设计出能够与各种目标电压和容量对应的半导体变压器模块332。更进一步，能够更容易地设计并设置安装有半导体变压器模块332的机舱30。这会有利于如风力发电系统1一样设置在受限的空间的发电系统。
137.另外，可以调节半导体变压器模块332的运转数量。具体而言，当发电机320的生产电力变化时，运转的半导体变压器模块332的数量可以与所述变化对应而进行调节。图6中的(a)和图6中的(b)分别示出了半导体变压器模块332以100％和α％运转的电力转换部330。
138.在风力发电系统1的情况下，生产电力的变动幅度大，且根据生产电力的变化，电力转换效率也发生变化。电力转换部330可以通过将运转的半导体变压器模块332的数量调节为使电力转换效率最大的数量，使半导体变压器模块332在最优效率区间运转。其结果，能够进一步提高风力发电系统1的发电效率。
139.以下，参照图7至图8，对风力发电系统1的控制方法更详细地说明。
140.本发明实施例的风力发电系统1的控制方法包括：旋转部10和机舱30与外部的风向变化对应地以塔20为中心旋转的步骤(s100)；利用风力开始旋转部10的旋转动作的步骤(s200)；旋转部10的旋转能量传递到发电机320的步骤(s300)；发电机320生产电能的步骤(s400)；以及半导体变压器模块332将发电机320的生产电力转换为更高频率的矩形波的步骤(s500)。
141.首先，对旋转部10和机舱30与外部的风向变化对应地以塔20为中心旋转的步骤(s100)进行说明。
142.由于风是流动的且多变的，因此风向也会变化。另外，根据风向的变化，旋转部10的叶片110能够生产最大旋转能量的位置发生变化。
143.由此，在叶片110的当前位置并不符合最优的位置的情况下，需要与风向的变化对应地以塔20为中心旋转。为此，包括叶片110的旋转部10和与旋转部10结合的机舱30以塔20
为中心旋转。
144.但是，在一部分实施例中，可以省略旋转部10和机舱30与外部的风向变化对应地以塔20为中心旋转的步骤(s100)。即，风力发电系统1的控制方法可以从利用风力使旋转部10开始旋转动作的步骤(s200)开始进行。
145.当空气通过旋转部10的叶片110流动时，叶片110朝规定的方向旋转。由此，设置有叶片110的旋转部10也一起旋转。
146.然后，执行将旋转部10的旋转能量传递到发电机320的步骤(s300)和发电机320产生电能的步骤(s400)。
147.随着包括轮毂120的旋转部10旋转，与轮毂120结合的发电机320的转子也一起旋转。即，转子接收旋转能量。转子以所述旋转能量为动力在发电机320内部旋转。发电机320在内部将转子的旋转能量转换为电能。
148.然后，半导体变压器模块332将发电机320的生产电力转换为更高频率的矩形波。
149.以下，对半导体变压器模块332将发电机320的生产电力转换为更高频率的矩形波的步骤(s500)进行说明。
150.在图示的实施例中，半导体变压器模块332将发电机320的生产电力转换为更高频率的矩形波的步骤(s500)包括：根据生产电力的变化来调节运转的半导体变压器模块332的数量的步骤(s510)；半导体变压器模块332将生产电力转换为高于60hz的频率的步骤(s520)；以及半导体变压器模块332输出被转换为预先设定的电压的大小和电流的形态的电力的步骤(s530)。
151.首先，对根据生产电力的变化来调节运转的半导体变压器模块332的数量的步骤(s510)进行说明。
152.风力发电系统1可以利用风向和风速等各种变量，使发电机320的生产电力以较大幅度发生变形。此时，当发电机320的生产电力发生变化时，电力转换部330的电力转换效率也发生变化。
153.为了弥补这一点，可以调节运转的半导体变压器模块332的数量。具体而言，可以将运转的半导体变压器模块332的数量调节为使电力转换效率最大的数量。
154.因此，半导体变压器模块332可以在根据发电机320生产电力的最优转换效率区间驱动。其结果，能够进一步提高风力发电系统1的发电效率。
155.但是，在一部分实施例中，可以省略根据生产电力的变化来调节运转的半导体变压器模块332的数量的步骤(s510)。即，半导体变压器模块332将发电机320的生产电力转换为更高频率的矩形波的步骤(s500)可以从半导体变压器模块332将生产电力转换为高于60hz的频率的步骤(s520)开始执行。
156.然后，对半导体变压器模块332将生产电力转换为高于60hz的频率的步骤(s520)和半导体变压器模块332输出被转换成预先设定的电压的大小和电流的形态的电力的步骤(s530)进行说明。
157.首先，半导体变压器模块332将低频的正弦波转换为高频的矩形波。然后，使高频的电力的电压变压成高压。变压的电力最终重新转换为低频并输出。其结果，生产电力通过半导体变压器模块332被转换成预先设定的电压的大小和电流的形态。
158.以上，参照本发明的优选实施例进行了说明，但本发明并不局限于所述实施例的
构成。
159.另外，本发明所属技术领域的技术人员可以在不脱离所附权利要求范围中记载的本发明的思想和领域的范围内，对本发明进行多种修改和变更。
160.更进一步，可以选择性地组合构成各个实施例的全部或一部分构成，以能够使所述实施例构成各种变形。
161.1：风力发电系统
162.10：旋转部
163.110：叶片
164.120：轮毂
165.20：塔
166.210：电力电缆
167.30：机舱
168.310：齿轮箱
169.320：发电机
170.330：电力转换部
171.331：外壳
172.331a：门
173.331b：模块壳
174.332：半导体变压器模块

技术特征：
1.一种风力发电系统，其中，包括：旋转部，能够利用风力朝规定的方向旋转；以及机舱，结合在所述旋转部的一侧；所述机舱包括：发电机，与所述旋转部的旋转轴结合，将所述旋转部的旋转能量转换为电能；以及半导体变压器模块，与所述发电机电连接，从所述发电机接收输入电力并转换为预先设定的输出电力。2.根据权利要求1所述的风力发电系统，其中，所述输出电力的电压大于所述输入电力的电压。3.根据权利要求1所述的风力发电系统，其中，所述半导体变压器模块设置有复数个，所述机舱包括在内部形成有容纳复数个所述半导体变压器模块的空间的外壳。4.根据权利要求3所述的风力发电系统，其中，复数个所述半导体变压器模块沿横向或纵向并排排列。5.根据权利要求4所述的风力发电系统，其中，复数个所述半导体变压器模块配置为矩阵形态，以能够使所述机舱的重心与预先设定的位置对应。6.根据权利要求4所述的风力发电系统，其中，复数个所述半导体变压器模块配置为串联和并联中的任一种或串联和并联混合配置，以使其输出结果与预先设定的输出电压和所述输出电力对应。7.根据权利要求3所述的风力发电系统，其中，所述外壳设置有复数个，复数个所述外壳配置为矩阵形态，以能够使所述机舱的重心与预先设定的位置对应。8.根据权利要求3所述的风力发电系统，其中，所述外壳由能够相对于彼此进行分离或合体的复数个部分构成，通过组装复数个所述部分来制造所述外壳。9.根据权利要求1所述的风力发电系统，其中，所述半导体变压器模块具有由绞合线形成的绕组。10.根据权利要求9所述的风力发电系统，其中，所述绕组由利兹线形成。11.根据权利要求1所述的风力发电系统，其中，所述半导体变压器模块具有由铁氧体或纳米晶体材料形成的铁芯。12.根据权利要求1所述的风力发电系统，其中，所述机舱的一侧与朝地面的方向延伸的塔结合，所述旋转部和所述机舱能够根据外部的风向变化，以所述塔为中心旋转。13.一种风力发电系统的控制方法，作为权利要求1至11中任一项所述的风力发电系统的控制方法，包括：(a)步骤，利用风力开始所述旋转部的旋转动作；(b)步骤，所述旋转部的旋转能量传递到所述发电机；
(c)步骤，所述发电机生产电能；以及(d)步骤，所述半导体变压器模块将所述发电机的生产电力转换为更高电压的电力。14.根据权利要求13所述的风力发电系统的控制方法，其中，所述(a)步骤之前，执行：(a0)步骤，所述旋转部和所述机舱与外部的风向变化对应地以所述塔为中心旋转。15.根据权利要求13所述的风力发电系统的控制方法，其中，所述(d)步骤包括：(d1)步骤，根据所述生产电力的变化来调整运转的所述半导体变压器模块的数量。16.根据权利要求15所述的风力发电系统的控制方法，其中，在所述(d1)步骤中，运转的所述半导体变压器模块的数量被调节为使电力转换效率最大的数量。17.根据权利要求13所述的风力发电系统的控制方法，其中，所述(d)步骤包括：(d2)步骤，所述半导体变压器模块将所述生产电力转换为高于60hz的频率。18.根据权利要求17所述的风力发电系统的控制方法，其中，所述(d2)步骤之后，执行：(d3)步骤，所述半导体变压器模块输出被转换成预先设定的电压的大小和电流的形态的电力。

技术总结
本发明作为包括电力转换装置与变压器一体化而成的半导体变压器模块的风力发电系统及其控制方法，公开了风力发电系统及其控制方法，所述风力发电系统包括：旋转部，能够利用风力来旋转；以及机舱，结合在所述旋转部的一侧；所述机舱包括发电机和将所述发电机的输入电力转换成更高的电压的电力的半导体变压器模块。块。块。


技术研发人员：沈政煜
受保护的技术使用者：LS电气株式会社
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2023/10/15