【正文】 可以通過調(diào)節(jié)水輪機的進(jìn)水量或汽輪機的汽門來達(dá)到。 圖 215 給出了有功功率不變而空載電勢變化時，隱極發(fā)電機的電勢相量圖， 0E? 和aI? 的矢端必須落在直線 AB 和 CD 上。 圖 38 旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng) 同步發(fā)電機的并網(wǎng)運行 并網(wǎng)運行的優(yōu)勢 單機供電的缺點是明顯的：既不能保證供電質(zhì)量 (電壓和頻率的穩(wěn)定性 )和可靠性 (發(fā)生故障就得停電 )，又無法實現(xiàn)供電的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。 （ 2）自同步并網(wǎng)方式 自同步并網(wǎng)就是同步發(fā)電機在轉(zhuǎn)子未加勵磁，勵磁繞組經(jīng)限流電阻短路的情況下，由原動機拖動將同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到接近同步轉(zhuǎn)速 (約為 80%90%同步轉(zhuǎn)速 )時，將發(fā)電機投入電網(wǎng)，再立即投入勵磁，靠定子與轉(zhuǎn)子之間的電磁力作用將發(fā)電機自動牽入同步運行。這時負(fù)載電流從直流電流源負(fù)極流出，經(jīng) 2S 負(fù)載和 3S 流回正極，負(fù)載電感中儲存的能量想直流電源反饋，負(fù)載電流逐漸減小，到 2t 時刻將為零，之后 0i才反向并逐漸增大?？赡苁巧厦嬉粋€臂下面兩個臂，也可能是上面兩個臂下面一個臂同時導(dǎo)通。 負(fù)載線電壓 UVu 、 VWu 、 WUu 可由下式求出 ???????????39。39。在 039。當(dāng)給 ）（ 41 VV 加導(dǎo)通信號時，可能是 ）（ 41 VV 導(dǎo)通，也可能是二極管 ）（ 41 VDVD 續(xù)流導(dǎo)通，這要由阻感負(fù) 載重電流的方向來決定。 在電壓型逆變電路的 PWM 控制中，同一相上下兩個臂的驅(qū)動信號都是互補的。 （ c） 在風(fēng)電系統(tǒng)中采用阻抗匹配和功率跟蹤反饋來調(diào)節(jié)輸出負(fù)荷可使風(fēng)電機組按最佳效率運行，向電網(wǎng)輸送最多的電能。 目前各個領(lǐng)域應(yīng)用的整流電路幾乎都是晶閘管相控整流電路或二極管整流電路。為了改進(jìn)風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電系統(tǒng)的 運行性能，本文采用 交 — 直 — 交 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。圖中的線電壓波形 UVu 的波形可由‘VNUN39。UN dU?。負(fù)載的阻抗角 ? 不同， Ui 的波形形狀和相位都有所不同。39。39。電壓型三相橋式逆變電路的基本工作方式是 180176。當(dāng)負(fù)載為阻感時， 0i 相位滯后于 0u ，兩者波形的形狀也不同，圖 311（ b） 給出的就是阻感負(fù)載時的 0i 波形 。 （ 1）準(zhǔn)同步并網(wǎng)方式 在同步發(fā)電機中，發(fā)電機的極對數(shù)、轉(zhuǎn)速及頻率之間有嚴(yán)格不變的關(guān)系，即： 60ss pnf ? （ 36） 式中 ： p 為電機的極對數(shù)； sn 為發(fā)電機轉(zhuǎn)速 (r/min)； sf 為發(fā)電機產(chǎn)生的交流電頻率 (Hz)； 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 20 要把同步發(fā)電機通過準(zhǔn)同步并網(wǎng)方法連接到電網(wǎng)上必須滿足以下四個條 件 ： （ a） 發(fā)電機的電壓等于電網(wǎng)電壓，并且電壓波形相同； （ b） 發(fā)電機的電壓相序與電網(wǎng)的電壓相序相同； （ c） 發(fā)電機頻率與電網(wǎng)的頻率相同； （ d） 并網(wǎng)合閘瞬間發(fā)電機的電壓相角與電網(wǎng)電壓的相角一致 。因此，在大容量的同步發(fā)電機中，常采用不需要電刷和集電環(huán)的旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)，如圖 38 所示。所以電網(wǎng)除了供應(yīng)有功功率外，還要供應(yīng)大量滯后性的無功功率。 （ b）隱極電機 ?sin0sM XUEmP ? (34) 最大功率與額定功率的比值定義為同步發(fā)電機的過載能力。這就是三相同步發(fā)電機的簡單工作原理。 轉(zhuǎn)子鐵心上裝有制成一定形狀的成對磁極，磁極上繞有勵磁繞組，通以直流電流時，將會在電機的氣隙中形成極性相間的分布磁場，稱為勵磁磁場 (也稱主磁場、轉(zhuǎn)子磁場 )。執(zhí)行小發(fā)電機向大發(fā)電機的切換時，首先斷開小發(fā)電機接觸器，再斷開旁路接觸器。 由于自然 界的風(fēng)力變幻莫測，風(fēng)速總是處在不斷地變化之中，而風(fēng)能與風(fēng)速之間成三次方的關(guān)系，風(fēng)速的較小變化都將造成風(fēng)能的較大變化，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率處于不斷變化的狀態(tài)。 15176。 （ 2） 熱繼電保護(hù)功能 ： 實現(xiàn)機組運行中所有運轉(zhuǎn)裝置如發(fā)電機、電動機和各傳動機構(gòu)的過熱保護(hù)功能。風(fēng)電機組靠自身的摩擦力緩慢停機，進(jìn)入待風(fēng)狀態(tài)。 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運行控制和安全保護(hù)裝置 [3] 控制和安全保護(hù)裝置是風(fēng)力發(fā)電機組安全運行的大腦指揮中心，控制裝置保障了機組的安全運行。 調(diào)速系統(tǒng)是用來控制風(fēng)力機轉(zhuǎn)速及有功功 率的，勵磁系統(tǒng)是調(diào)控同步發(fā)電機的電壓及無功功率的，下圖中 n， U， P 分別代表風(fēng)力機的轉(zhuǎn)速、發(fā)電機的電壓、輸出功率。水平軸風(fēng)力機可分為升力型和阻力型，它的風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行，升力型旋轉(zhuǎn)速度快，阻力型旋轉(zhuǎn)速度慢。風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，也勢必拉動復(fù)合材料行業(yè)、發(fā)電機行業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在風(fēng)力發(fā)電機組輸出達(dá)到額定功率之前，其功率與風(fēng)速的立方成正比。業(yè)已說明，機艙在水平面旋轉(zhuǎn)，隨時跟風(fēng)。 1999 年 8 月， NEGMicon 也研制成功2MW 風(fēng)力發(fā)電機組， 風(fēng)輪直徑 72m，塔筒高度 68m。 關(guān)鍵詞： 風(fēng)力發(fā)電，變速恒頻，同步發(fā)電機，并網(wǎng) II 850KW Wind Power Distribution System for Research and Design ABSTRACT Wi nd power is a renewable clean energy, and is the most mature and the largest developed conditions of the power generation in new energy power generation technology .In a longterm it may bee an important alternative sources of energy in the world. Access to largescale wind power grid may occur after the voltage fluctuations, harmonic pollution, the system capacity increase shortcircuit and transient stability of system changes in a range of issues. Thus, with a higher proportion of wind power, analyze the characteristics of wind power and its impact on power quality grid to study how to reduce their impact on the power grid and improve grid access to wind power after the power quality, wind power has bee an important research direction. This article has designed a variable speed constant frequency windbased control system from the safe, reliable point of view. The system uses a synchronous generator, through the AC— DC— AC will be issued variable frequency power into constant frequency electricity into the grid. KEY WORDS： Wind power generation, variable speed constant frequency, synchronous generator, connect to grid III 目 錄 摘 要 .................................................................... I ABSTRACT ................................................................ II 1 緒 論 .................................................................. 1 風(fēng)力發(fā)電概況 ...................................................... 1 風(fēng)力發(fā)電的基本原理 ................................................ 2 我國風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀 ................................................ 3 選題背景 .......................................................... 4 2 風(fēng)力發(fā)電概述 ........................................................... 5 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要設(shè)備 ............................................ 5 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)力機 ........................................ 5 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的同步發(fā)電機 .................................. 5 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的偏航裝置 ...................................... 6 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運行控制和安全保護(hù)裝置 .............................. 7 控制和安全保護(hù)裝置的控制要求 ................................ 8 控制和安全保護(hù)裝置的保護(hù)功能 ................................ 9 風(fēng)力發(fā)電機組的并網(wǎng)控制 ............................................ 9 恒速恒頻風(fēng)電機組控制 ....................................... 10 變速恒頻風(fēng)電機組控制 ....................................... 10 并網(wǎng)運行中大、小發(fā)電機的切換控制 ........................... 11 3 同步發(fā)電機和逆變器 .................................................... 13 同步發(fā)電機 [10] ..................................................... 13 同步發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu) ....................................... 13 同步發(fā)電機的工作原理 ....................................... 13 同步發(fā)電機的功率特性 ....................................... 14 同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)簡介 ..................................... 17 同步發(fā)電機的并網(wǎng)運行 ............................................. 18 并網(wǎng)運行的優(yōu)勢 ............................................. 18 同步發(fā)電機的并網(wǎng)方式 ....................................... 19 逆變器 ........................................................... 20 逆變電路的基本工作原理 ..................................... 20 電壓型逆變電路的特點 ....................................... 21 三相電壓型逆變電路原理 ..................................... 21 IV 三相橋式 PWM型逆變電路 ..................................... 23 4 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計 ............................................ 26 設(shè)計說明 ......................................................... 26 同步發(fā)電機交 /直 /交系統(tǒng)的設(shè)計 ..................................... 26 設(shè)計框圖 ................................................... 26 同步發(fā)電機的參數(shù) ........................................... 27