風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其系統(tǒng)(參考版)
2025-05-06 04:03本頁(yè)面
【正文】 將在未來十年內(nèi)繼續(xù)成為風(fēng)電市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品；（ 3）直驅(qū)型同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其變流技術(shù)發(fā)展迅速，利用新技術(shù)有望大幅度減小低速發(fā)電機(jī)的體積和重量。采用可控PWM整流或不控整流后接 DC/DC變換，可維持直流母線電壓基本恒定，同時(shí)還可控制發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩以調(diào)節(jié)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速； 71變速恒頻永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)：（ 4）在電網(wǎng)側(cè)采用 PWM逆變器輸出恒定頻率和電壓的三相交流電，對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)的適應(yīng)性好 ；（ 5）永磁發(fā)電機(jī)體積大、重量重，成本高；全容量全控變流器控制復(fù)雜，成本高；（ 6）永磁發(fā)電機(jī)存在定位轉(zhuǎn)矩，給機(jī)組起動(dòng)造成困難。66風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（中、低速）半直驅(qū)或直驅(qū)67變速恒頻電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)：（ 1）連續(xù)變速運(yùn)行，風(fēng)能轉(zhuǎn)換率高；（ 2）通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流，可保持發(fā)電機(jī)的端電壓恒定； （ 3）可采用不控整流和 PWM逆變，成本低于全功率變換 ；（ 4）電能質(zhì)量好，并網(wǎng)簡(jiǎn)單，無沖擊電流；（ 5）降低槳距控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求，改善槳葉上機(jī)械應(yīng)力狀況 （ 6）轉(zhuǎn)子可采用無刷旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁；（ 7）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，勵(lì)磁消耗電功率；（ 8）體積大、重量重，效率稍低 。60定子磁場(chǎng)定向矢量控制： 將定、轉(zhuǎn)子電壓、電流和磁鏈各量投影到由定子磁場(chǎng)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。通過二者之間的協(xié)調(diào)控制，保持直流母線電壓恒定。由兩個(gè)共用直流環(huán)節(jié)的背靠背三相整流 /逆變器組成。51風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī) ＋交直交雙向功率變換器52變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn) MW 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)53變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn) 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁變頻器54變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)繞線型轉(zhuǎn)子三相異步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)55變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)l 繞線型繞組的聯(lián)結(jié)方式繞線型轉(zhuǎn)子繞組通常采用 Y聯(lián)結(jié)56變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)雙饋異步發(fā)電機(jī)：（ 1）繞線型轉(zhuǎn)子三相異步發(fā)電機(jī)的一種；（ 2）定子繞組直接接入交流電網(wǎng)；轉(zhuǎn)子繞組端接線由三只滑環(huán)引出，接至一臺(tái)雙向功率變換器；（ 3）轉(zhuǎn)子繞組通入受控的變頻交流勵(lì)磁電流；（ 4）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速時(shí)也可運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài)；（ 5）定子繞組端口并網(wǎng)后始終發(fā)出電功率；但轉(zhuǎn)子繞組端口電功率的流向取決于轉(zhuǎn)差率；57變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)雙饋異步發(fā)電機(jī)的 運(yùn)行原理 — 轉(zhuǎn)子交流勵(lì)磁（ 1）轉(zhuǎn)子電流的頻率為轉(zhuǎn)差 頻率 ，跟隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化；（ 2）通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流的 相位 ，控制轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)領(lǐng)先于由電網(wǎng)電壓決定的定子磁場(chǎng)，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)； （ 3）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；（ 4）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)（約為全功率的 ， |s|）58變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)雙饋異步發(fā)電機(jī)的 等值電路S＝ 0 時(shí)，右邊的轉(zhuǎn)子支路轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)電流源。47風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)48變速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)四象限背靠背變頻器（全功率容量）49變速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)變速恒頻籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)：（ 1）交直交變頻器使發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率間的關(guān)聯(lián)解耦 ；籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行于變速變頻發(fā)電狀態(tài)；可利用發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩控制風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，跟蹤其最大功率點(diǎn)。（ 2）利用風(fēng)輪作為慣性儲(chǔ)能元件，吞吐伴隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化形成的動(dòng)能，提高風(fēng)能利用率；（ 3）電力電子主回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要大功率電源。 Rs↑時(shí)： Tm不變， |smax| ↑ ， T＝ f (s)更傾斜。轉(zhuǎn)子三相繞組的端接線在轉(zhuǎn)子內(nèi)部短接時(shí)，發(fā)電機(jī)的機(jī)械特性類似于籠型異步發(fā)電機(jī)；外接附加電阻時(shí)，機(jī)械特性變軟。轉(zhuǎn)子采用類似于定子的三相交流繞組，一般接成 Y接；216。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征：（ 1）采用變槳風(fēng)力機(jī)；（ 2）采用繞線型異步發(fā)電機(jī)，但沒有滑環(huán)；（ 3）采用旋轉(zhuǎn)開關(guān)器件斬波控制轉(zhuǎn)子電流，動(dòng)態(tài)調(diào)整 發(fā)電
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