行星差齿前端调速型同步风力发电机组的应用性研究-chinawind.pdf

行星差齿前端调速型同步风力发电机组的应用性研究 薛山，张凯，秦明，施文江 国电联合动力技术有限公司 北京 100039 摘要：本文研究了前端调速型同步风力发电机组研发背景和现状，对前端调速的主要机组类型及其 作用方式进行了介绍；通过分析差齿调速型机组的关键技术核心——可变速比齿箱的工作原理及机 组的控制方式，重点研究了行星差动齿轮调速机构在前端调速型同步风力发电机组上的应用。 关键词：前端调速，同步风力发电机组，行星差动齿轮，可变速比齿箱 Study on the application of planet differential gear to the synchronization wind turbines with front-end speeder XueShan, ZhangKai, QinMing, ShiWenjiang Guodian United Power Technology Co.Ltd, BeiJing, 100039 Abstract: This article has studied research and development background and the present situation of the synchronization wind turbines with front-end speeder, and introduced the main type of the synchronization wind turbines ; Through the analysis of principle of work and control mode of the variable speed gear box - - the key technologies to the synchronization wind turbines with front-end speeder by planet differential gear , the article has studied on the application of planet differential gear to the synchronization wind turbines with front-end speeder with emphasis. Key words: with front-end speeder, synchronization wind turbines, planet differential gear, variable speed gear box 1 背景 随着风电机组装机容量的不断扩大，风电在电网所占的比例显著提高，为了有效地利用风能并保持电 网的稳定性，各国电网对风电场提出了越来越高的要求，这些要求包括低电压穿越、电压波形畸变、机组 无功功率的支撑能力等。其中低电压穿越问题成为风力发电机组研制的最大挑战。 世界各国电力系统纷纷制定了针对大型风力发电机组并网运行的低电压穿越标准，要求当电网故障或 扰动引起的风电场并网点的电压跌落时，机组能够保持并网，并可以向电网提供一定的无功功率，支持电 网电压恢复，直到电网电压恢复正常，避免大规模风电机组脱网造成电力系统崩溃。近年来，我国大规模 风电场的建设使风电在电力系统中所占的比重越来越大，从保证电网运行安全性、稳定性和经济性的角度 考虑，电网对风电机组的电能质量和无功支持能力的要求将会越来越高。 目前，在新装大型变速恒频风力发电机组中，双馈型风电机组（DFIG）占到了很大的比重，双馈型机 组在实际运行过程中应对电网故障的能力明显不足，在电网电压跌落情况下，双馈型机组会导致转子侧过 流，同时转子侧电流的迅速增加会导致转子励磁变流器直流侧电压升高，发电机励磁变流器的电流以及有 功和无功都会产生振荡。变流器的开关器件在过流和过压情况下，保护电路动作，会使得变流器退出运行， 难以实现机组低电压穿越。目前双馈机组实现低电压穿越技术主要有三