風力發(fā)電機及其系統(tǒng)-文庫吧資料
2024-08-20 10:58本頁面
【正文】 系統(tǒng) ? 永磁直驅(qū)同步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 混合勵磁直驅(qū)同步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 橫向磁通永磁同步風力發(fā)電機系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子電流混合控制的異步風力發(fā)電機系統(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3 繞 線 轉(zhuǎn) 子6 整 流 器7 星 點 短 接 及 保 護 裝 置 混合控制 雙饋＋斬波 轉(zhuǎn)子電流混合控制的特點 ? 優(yōu)點： （ 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。 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) a. 亞同步發(fā)電運行 nr ＜ n1時 ，（即 0＜ S＜ 1） f2取正號，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機的能量關系為： P電磁 =P機械 +P轉(zhuǎn)差 P上網(wǎng) =P電磁 （定子饋電，轉(zhuǎn)子由變頻器提供勵磁） nr ＞ n1時，（即 S＞ 1） f2取負號，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機的能量 關系為： P機械 =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)坐標系中，進行調(diào)節(jié)控制的方法。 雙饋異步風力發(fā)電機的運行原理 ?引入轉(zhuǎn)子交流勵磁變流器，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。結(jié)構(gòu)簡單、電流諧波含量小、輸入功率因數(shù)可控 ? 缺點 :直流環(huán)節(jié)的濾波電容體積較大 ,壽命較短 ,且雙側(cè)采用 PWM控制 ,開關損耗較大 . ? (3)矩陣變換器 (研發(fā)階段 ) ? 優(yōu)點 :四象限運行 。 ? 缺點 :變壓器始終吸收無功、功率因數(shù)低 。改變勵磁電流相位 ,可以調(diào)節(jié)發(fā)電機電勢和電網(wǎng)電壓向量的相對位置 ,改變了電機功率角 ,可以調(diào)節(jié)有功和無功 . 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) 雙饋異步發(fā)電機 ?繞線型轉(zhuǎn)子三相異步發(fā)電機的一種； ?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，接至一臺雙向功率變換器（變頻器）； ?轉(zhuǎn)子繞組通入變頻交流勵磁； ?轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速時也可運行于發(fā)電狀態(tài)； ?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； 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 控制原理簡圖 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng) ? 雙饋系統(tǒng)（變換器系統(tǒng)） : ? (1)交交變頻器 (雙饋中有一定應用 ) ? 優(yōu)點 :自然換流 ,四象限可靠運行 。異步電機的轉(zhuǎn)速隨負荷變化而變化 。 ? 雙饋電機的特點： ? （ 1） 和異步電機區(qū)別 ： 異步電機是通過定子從電網(wǎng)吸收勵磁電流 ,本身無勵磁繞組 ,而雙饋與同步機一樣有獨立的勵磁繞組 。 缺點： 旋轉(zhuǎn)電力電子開關電路檢修、更換困難。 轉(zhuǎn)子電流受控的異步風力發(fā)電機系統(tǒng) (Rotor Current Control， RCC) 轉(zhuǎn)子電流斬波控制電路： 原理： 控制附加電阻的接入時間，從而控制轉(zhuǎn)子電流 RCC異步風力發(fā)電機系統(tǒng)的特點 優(yōu)點： （ 1）風速變化引起風輪轉(zhuǎn)矩脈動的低頻分量由變槳調(diào)速機構(gòu)調(diào)節(jié)，其高頻分量由 RCC調(diào)節(jié)，可明顯減輕槳葉應力，平滑輸出電功率 。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征： （ 1）采用變槳風力機； （ 2）采用繞線型異步發(fā)電機，但沒有滑環(huán)； （ 3）采用旋轉(zhuǎn)開關器件斬波控制轉(zhuǎn)子電流，動態(tài)調(diào)整發(fā)電機的機械特性。 籠型異步發(fā)電機的功率表述 R1j X1Rmj Xm2R ?2j X ?21Rss??PmpCu 2pCu 1pFeP1PM1U1I0I2I ?12EE ??1 1 1 1 1c o sP m U I ??定子輸出功率： 定、轉(zhuǎn)子銅損耗： 2C u 1 1 1 1p m I R?2C u 2 1 2 2p m I R???21 2 21msP m I Rs????機械輸入功率： 電磁功率： 2 21 2 2 2 2 2 2 2 1 2c o s c o sM RP m E I m E I m Is???? ? ?? ? ?2F e 1 0 mp m I R?鐵損耗： 籠型異步發(fā)電機的功率流程圖 R1j X1Rmj Xm2j X ?21Rss??2I ?12EE ??1U1I0IP1pCu 1pFepCu 2PMPm2/Rs ?pm+ paP22
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