大功率風力發(fā)電

【專家解說】：無刷雙饋發(fā)電機，其定子有兩套繞組，一個稱為功率繞組，直接接電網;另一個稱為控制繞組，通過雙向變頻器接電網。其轉子為籠型或磁阻式結構，無需電刷和滑環(huán)，轉子的極數應為定子兩個繞組極對數之和。無刷雙饋發(fā)電機的轉子與風車連接，風車的轉速可隨風速而變化。當發(fā)電機轉速變化時，可通過變頻器改變定子控制繞組頻率，使發(fā)電機功率繞組輸出頻率保持不便。盡管這種變速恒頻控制方案是在定子電路實現(xiàn)的，但流過定子繞組的功率僅為無刷雙饋發(fā)電機總功率的一小部分。這種采用無刷雙饋發(fā)電機的控制方案除了可實現(xiàn)變速恒頻控制，降低變頻器的容量外，還可實現(xiàn)有功、無功功率的靈活控制，對電網而言可起到無功補償的作用，同時發(fā)電機本身沒有滑環(huán)和電刷，既降低了電機的成本，又提高了系統(tǒng)運行的可靠性。另外，無刷發(fā)電機可以在不同的風速下運行，其轉速可隨風速變化做相應的調制，使風力機的運行處于最佳工況，提高機組效率。缺點是定子需要兩臺電機，增加了系統(tǒng)的復雜性和成本，實現(xiàn)還是比較困難。 下面說一下永磁同步發(fā)電。現(xiàn)在一般是說直驅永磁同步發(fā)點。傳統(tǒng)風力發(fā)電機組的電磁機械系統(tǒng)通常包含三個主要部分:風力機、增速箱和發(fā)電機。由于傳統(tǒng)風力發(fā)電機轉速范圍限制，風力機和發(fā)電機之間必須用增速齒輪箱來連接。然而，增速齒輪箱一方面具有增加機組的重量、產生噪音、需要定期維護以及增加損耗等缺點，同時也降低了風能的利用效率。新型的直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)采用低速永磁同步發(fā)電機，通過功率變換電路直接并入電網，大大提高系統(tǒng)效率。工作原理如下:風以一定的速度和攻角作用在風力機的槳葉上，使風力機產生旋轉力矩從而轉動，將風能轉變成機械能，風力機帶動與其同軸相連的永磁同步發(fā)電機轉動，將機械能轉變?yōu)殡娔埽l(fā)出隨風速幅值和頻率都變化的交流電。發(fā)電機發(fā)出的交流電是不能直接并上電網的，需要經過變流裝置將變壓變頻的交流電轉化為與電網相位、頻率一致的交流電，然后通過變壓器接入電網。直驅永磁風力發(fā)點的缺點是:直驅式風電系統(tǒng)中變流器為機組的全功率，限于當前電力電子器件水平，實現(xiàn)大容量化難度很大。但是隨著電力電子技術的提高，將會在兆瓦級風力發(fā)電系統(tǒng)上得到廣泛應用。