電容器自激風(fēng)力異步發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)研究

　　世界上第一臺現(xiàn)代化的風(fēng)力發(fā)電機問世一百年來，隨著能源形勢的變化和人們對各種能源發(fā)電方式優(yōu)缺點的認(rèn)識與重視程度的變化、以及當(dāng)時的技術(shù)條件的限制，風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展時快時慢，總的趨勢是不斷前進(jìn)的。目前國外200kW以下的風(fēng)力機組已取得了數(shù)年成功運行的經(jīng)驗。歐美等國政府資助的風(fēng)電研究項目正在規(guī)劃單機容量兆瓦級的大風(fēng)力田和常規(guī)電網(wǎng)并聯(lián)。展現(xiàn)出風(fēng)力發(fā)電的美好前景。已經(jīng)、生產(chǎn)的百千瓦和兆瓦級的風(fēng)力機組，一般采用同步發(fā)電機，因為同步發(fā)電機有一系列的優(yōu)點。我們知道，異步機也可用來發(fā)電，它比同步機結(jié)構(gòu)簡單、堅固，容易維護(hù)，造價低，用作幾千瓦乃至數(shù)十千瓦的風(fēng)力發(fā)電機，很有吸引力。近幾年國外加強了風(fēng)力異步發(fā)電機運行方式的研究，概括起來有以下幾種

　　1．對風(fēng)力機轉(zhuǎn)速進(jìn)行優(yōu)化控制，以獲得盡可能多的風(fēng)能。機端調(diào)壓后整流、逆變，得到恒壓1亙頻的交流電，再并網(wǎng)或直接供電。

　　2．中、小型異步風(fēng)力機組的槳葉不加任何機械控制，變頻變壓發(fā)電。這種電能可按低電價供給熱負(fù)荷用，取出一部份功率經(jīng)穩(wěn)壓，整流、逆變，按高電價供電。 cnwpem

　　3．小型異步風(fēng)力發(fā)電機和柴油同步發(fā)電機或同步補償機并聯(lián)供電。

　　4．小型風(fēng)力發(fā)電機單機運行，機端有激磁電容器，一般還有儲能設(shè)備。

　　以上幾種方案中，都必需供給異步電機落后的無功功率，具體方法不同，規(guī)律是一樣的。這是異步發(fā)電機的一個主要缺點，也是防礙它使用、推廣的重要原因。這個無功功率又稱激磁功率。隨著轉(zhuǎn)速、輸出功率的變化、激磁功率也要作相應(yīng)調(diào)節(jié)，才能維持機端電壓。否則，機端電壓會大幅度下降，甚至失去電壓。

　　本文以第四種情況為例，在異步電機等值電路的基礎(chǔ)上分析諸量之間的關(guān)系，并用牛頓一拉夫遜法計算出它們的數(shù)值，為機端電壓控制提供依據(jù)。我們在電機實驗室中用一臺并激直流電動機驅(qū)動一臺5HP的異步機作了空載、負(fù)載實驗，對比了計算結(jié)果和實驗結(jié)果。另外，對該異步發(fā)電機穩(wěn)壓措施作了初步的研究和實驗。