repower風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其系統(tǒng)培訓(xùn)(編輯修改稿)
2025-02-06 14:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 :四象限運(yùn)行 ?？奢敵龇?、頻率、相位和相序均可控的電壓 ,諧波含量較小 . ? 缺點(diǎn) :換流過程不允許兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)關(guān)斷 ,實(shí)現(xiàn)比較困難 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)簡圖 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 基于 IGBT（絕緣柵雙極晶閘管）技術(shù)的 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 交直交雙向功率變換器 ? 大的機(jī)側(cè)小的網(wǎng)側(cè) 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? IGBT原理圖 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 交直交雙向功率變換器 ?兩套 PWM控制型三相開關(guān)橋“背靠背”，中間存在電容支撐的直流母線； ?在任一時(shí)刻，一套三相橋處于脈沖整流狀態(tài)；而另一套處于逆變狀態(tài)； ?發(fā)電機(jī)側(cè)三相開關(guān)橋采用定子磁場定向矢量控制和空間電壓矢量 PWM控制方法； ?電網(wǎng)側(cè)三相開關(guān)橋采用電網(wǎng)電壓定向矢量控制和空間電壓矢量 PWM控制方法； ?可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)輸出的有功和無功功率解耦控制。 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理 ?引入轉(zhuǎn)子交流勵(lì)磁變流器，控制轉(zhuǎn)子電流； ?轉(zhuǎn)子電流的頻率為轉(zhuǎn)差頻率，跟隨轉(zhuǎn)速變化； ?通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流的相位，控制轉(zhuǎn)子磁場領(lǐng)先于由電網(wǎng)電壓決定的定子磁場，從而在轉(zhuǎn)速高于和低于同步轉(zhuǎn)速時(shí)都能保持發(fā)電狀態(tài)； ?通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流的幅值，可控制發(fā)電機(jī)定子輸出的無功功率； ?轉(zhuǎn)子繞組參與有功和無功功率變換，為轉(zhuǎn)差功率，容量與轉(zhuǎn)差率有關(guān)。 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的等值電路 S≠ 0 時(shí) S＝ 0 時(shí)，右邊的轉(zhuǎn)子支路轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)電流源。 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) a. 亞同步發(fā)電運(yùn)行 nr ＜ n1時(shí) ，（即 0＜ S＜ 1） f2取正號(hào)，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機(jī)的能量關(guān)系為： P電磁 =P機(jī)械 +P轉(zhuǎn)差 P上網(wǎng) =P電磁 （定子饋電，轉(zhuǎn)子由變頻器提供勵(lì)磁） nr ＞ n1時(shí)，（即 S＞ 1） f2取負(fù)號(hào)，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機(jī)的能量 關(guān)系為： P機(jī)械 =P轉(zhuǎn)差 +P電磁 P上網(wǎng) =P轉(zhuǎn)差 +P電磁 （定子饋電 +轉(zhuǎn)子饋電） 將定轉(zhuǎn)子電壓、電流和磁鏈各量投影到由定子磁場確定的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的方法。 定子磁場定向矢量控制 雙饋發(fā)電機(jī)的功率轉(zhuǎn)速關(guān)系 此圖參考 雙饋發(fā)電機(jī)功率轉(zhuǎn)速曲線20002004006008001000120014001600 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/ min )功率(kW)輸出功率定子有功轉(zhuǎn)子有功雙饋發(fā)電機(jī)的負(fù)載電流關(guān)系 雙饋發(fā)電機(jī)負(fù)載電流曲線0200400600800100012000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600負(fù)載功率( k W )電流(A)定子電流轉(zhuǎn)子電流雙饋發(fā)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)子電壓關(guān)系 發(fā)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)子電壓曲線0501001502002503003504000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600負(fù)載功率( k W )轉(zhuǎn)子電壓(V)雙饋發(fā)電機(jī)的效率曲線 雙饋發(fā)電機(jī)效率曲線354045505560657075808590951000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600負(fù)載功率( k W )效率(%)雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn) （ 1）連續(xù)變速運(yùn)行，風(fēng)能轉(zhuǎn)換率高； （ 2）部分功率變換，變流器成本相對(duì)較低； （ 3）電能質(zhì)量好（輸出功率平滑，功率因數(shù)高）； （ 4）并網(wǎng)簡單，無沖擊電流； （ 5）降低槳距控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求； （ 6）改善作用于風(fēng)輪槳葉上機(jī)械應(yīng)力 狀況 ； （ 7）雙向變流器結(jié)構(gòu)和控制較復(fù)雜； （ 8）電刷與滑環(huán)間存在機(jī)械磨損。 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 定速籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 轉(zhuǎn)子電流受控的異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 轉(zhuǎn)子電流混合控制的異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 變速籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 電勵(lì)磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 永磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 混合勵(lì)磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 橫向磁通永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子電流混合控制的異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 1 電 網(wǎng)V T 1 V T 3 V T 5V T 4 V T 6 V T 2V T 7 V T 85 多 功 能 變 換 器8R4 變 壓 裝 置2 雙 饋 電 機(jī)3 繞 線 轉(zhuǎn) 子6 整 流 器7 星 點(diǎn) 短 接 及 保 護(hù) 裝 置 混合控制 雙饋＋斬波 轉(zhuǎn)子電流混合控制的特點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）簡化了主回路結(jié)構(gòu)和控制策略，成本低； （ 2）兼具雙饋控制和 RCC控制的優(yōu)點(diǎn)。 ? 缺點(diǎn)： （ 1）轉(zhuǎn)速范圍縮小； （ 2）超同步速運(yùn)行時(shí)，無功功率不可調(diào)，功率因數(shù)略低。 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 定速籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 轉(zhuǎn)子電流受控的異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ? 轉(zhuǎn)
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