风力发电--概述.pptVIP

变速恒频双馈异步风力发电机系统 双馈异步风力发电机 ＋ 交直交双向功率变换器 国产1MW双馈异步风力发电机 变速恒频双馈异步风力发电机系统 绕线型转子三相异步发电机的结构 变速恒频双馈异步风力发电机系统 绕线型绕组的联结方式 变速恒频双馈异步风力发电机系统 双馈异步发电机的运行原理— 转子交流励磁 （1）转子电流的频率为转差频率，跟随转子转速变化； （2）通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于由电网 电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低于同步转速时都能保持发电状态； （3）通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输出的无 功功率； （4）转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率，容量 与转差率有关（约为电磁功率的0.3倍，|s|0.3） 变速恒频双馈异步风力发电机系统 系统特点： （1）连续变速运行，风能转换率高； （2）部分功率变换，变频器成本相对较低； （3）电能质量好（输出功率平滑，功率因数高）； （4）并网简单，无冲击电流； （5）降低桨距控制的动态响应要求； （6）改善作用于风轮桨叶上机械应力状况； （7）双向变频器结构和控制较复杂； （8）电刷与滑环间存在机械磨损。 变速恒频双馈异步风力发电机系统 变速恒频电励磁 同步发电机系统（中、低速） （1）连续变速运行，风能转换率高； （2）通过调节转子励磁电流，可保持发电机的端电压恒定； （3）可采用不控整流和PWM逆变，成本低于全功率变换； （4）电能质量好，并网简单，无冲击电流； （5）降低桨距控制的动态响应要求，改善桨叶上机械应力状况 （6）转子可采用无刷旋转励磁； （7）转子结构复杂，励磁消耗电功率； （8）体积大、重量重，效率稍低。 变速恒频电励磁 同步发电机系统（中、低速） 变速恒频永磁 同步发电机系统（中、低速） 系统特点： （1）连续变速运行，风能转换率高，可降低桨距控制的动态响应要求，改善桨叶上机械应力状况； （2）具有最高的运行效率； （3）励磁不可调，感应电动势随转速和负载变化。采用可控PWM整流或不控整流后接DC/DC变换，可维持直流母线电压基本恒定，同时还可控制发电机电磁转矩以调节风轮转速； （4）在电网侧采用PWM逆变器输出恒定频率和电压的三相交流电，对电网波动的适应性好； （5）永磁发电机体积大、重量重，成本高；全容量全控变流器控制复杂，成本高； （6）永磁发电机存在定位转矩，给机组起动造成困难。 变速恒频永磁 同步发电机系统（中、低速） 变速恒频横向磁通 发电机系统（中、低速） 半直驱或直驱 新结构发电机与电力电子变流器相结合，有望大幅度减小大功率低速直驱发电机的空间尺寸和重量！ （1）笼型异步风力发电机系统成本低、可靠性高，在定速和变速全功率变换风力发电系统中将继续扮演重要角色； （2）双馈异步发电机系统具有最高的性价比，特别适合于变速恒频风力发电。将在未来十年内继续成为风电市场上的主流产品； （3）直驱型同步风力发电机及其变流技术发展迅速，利用新技术有望大幅度减小低速发电机的体积和重量。 小 结 风力发电技术 风力发电机系统 两大核心系统：风力机系统＋ 发电机系统 一个灵魂： 系统控制器 风力机系统： 桨叶 轮毂 主轴 调桨机构（液压或电动伺服 机构） 偏航机构（电动伺服机构） 刹车、制动机构 风速传感器 发电机系统： 发电机 励磁调节器（电力电子变换器） 并网开关 软并网装置 无功补偿器 主变压器 转速传感器 风力发电机系统 §5.1 风力发电机组分类 （1）按风轮桨叶分类 失速型：高风速时，因桨叶形状或因叶尖处的扰流器动作，限 制风力机的输出转矩与功率； 变桨型：高风速时，调整桨距角，限制输出转矩与功率。 （2）按风轮转速分类 定速型：风轮保持一定转速运行，风能转换率较低； 变速型：包括以下两种方式 双速：可在两个设定转速下运行，改善风能转换率； 连续变速：连续可调，可捕捉最大风能功率。 （3）按传动机构分类 升速型：用齿轮箱连接低速风力机和高速发电机。 直驱型：将低速风力机和低速发电机直接连接。 直驱风力机 （4）按发电机分类 异步型：笼型单速异步发电机、笼型双速变极异步 发电机；绕线式异步发电机。 同步型：电励磁同步发电机；永磁同步发电机。 （5）按并网方式分类 并网型：直接或间接并入电网，可省却储能环节。 离网型：需配储能环节，也可与柴发、光伏并联运行。 按功率调节方式分：定桨距（失速型)、变桨距 按叶轮转速是否恒定分： 恒速发电机、变速发电机 其它机型：主动失速型、无齿轮箱型 §5.1 风力发电机组分类 §5.2 风力机基本