庞卓卉-风力发电机特点介绍

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1、风力发电机特风力发电机特风力发电机特风力发电机特点介绍点介绍点介绍点介绍西安盾安电气有限公司西安盾安电气有限公司目录机组及发电机类型风力发电机的特点常用发电机介绍典型故障分析发展方向机组及发电机类型�失速型风力发电系统�变速型风力发电系统双馈型风力发电系统直驱型风力发电系统半直驱风力发电系统失速型风力发电系统发电机侧主开关主回路断路器f=常数n=常数制动10...24kV,f=50Hzor60Hz主轴承1:50启动装置Getriebe变压器双绕组鼠笼式异步发电机网侧开关柜齿轮箱主控器失速型风力发电系统失速型风力发电系统优缺点�恒速运行的风力机转速变

2、化不大，而风速经常变化，因此叶尖速比λ不可能经常保持在最佳值，Cp值往往与最大值相差很大，使风力机常常运行于非高效状态；�恒速恒频发电系统中，多采用笼型异步电机作为并网运行的发电机，并网后在电机机械特性曲线的稳定区内运行，异步发电机的转子速度高于同步转速；�当风力机传给发电机的机械功率随风速而增加时，发电机的输出功率及其反转矩也相应增大，运行点发生改变。一般情况下转子速度高于同步转速3%～5%时达到最大值。笼型风力发电机特点�笼型转子异步发电机结构简单，适合于高转速电机，可靠性高；�并网过程简单，感应发电机并网时自身不产生电压，但是合闸瞬间会流过额

3、定电流值5～6倍的冲击电流，一般零点几秒后转入稳态；�风力发电组中，常采用双向晶闸管软并网；�通常需要采用电容器进行适当的无功补偿。双馈型风力发电系统主回路断路器齿轮箱制动交流励磁异步电机转子侧发电机变流器网侧变流（有刷）器变压器10...24kV,f=50Hz网侧开关柜主轴承变奖驱动变流器变流器控制l风机主控器双馈型风力发电系统双馈型风力发电系统双馈型风力发电系统�变速恒频发电系统的优点在于可以使风力机在很大风速范围内，使风力机转速正比于风速并保持一个恒定的最佳叶尖速比λ，即风力机的风能利用系数Cp保持最大值不变，最大限度的利用风能；�与定转速风

4、电机组相比，变速风电机组可增10％的发电量，特别是对于MW级以上大容量风电系统，提高发电效率效果显著；�这种技术中需要采用大功率变流设备来实现恒频入网；�可用于风力发电的变速恒频发电机组类型比较多，有些是发电机与电力电子装置相结合实现变速恒频的，有的是通过改造发电机本身结构而实现变速恒频的。绕线式双馈发电机�双馈发电机在稳定运行时，定转子旋转磁场在空间上保持相对静止，产生恒定的电磁转矩；f1=fr±fs=np/60±fsf1为定子电流频率，Hz，n为转子转速，r/min,p为电机极对数，fs为转子励磁电流的频率，Hz绕线式双馈发电机�当发电机的转速

5、n小于定子旋转磁场的同步转速ns时，处于亚同步状态，此时变频器向发电机转子提供交流励磁，定子发出电能给电网，fs取正号；�当n大于ns时，处于超同步运行状态，此时发电机同时由定子和转子发出电能给电网，fs取负号；�当n等于ns时，处于同步运行状态，此时发电机作为同步电机运行，fs=0，变频器向转子提供直流励磁；�变频器必须能够满足交流励磁发电机运行要求，实现转差功率在发电机转子与电网间的双向流动。绕线式双馈发电机�给定的有功功率特性曲线�有功功率和转速的关系曲线定子有功功率、转子有功功率和系统总的有功功率与转速的关系曲线绕线式双馈发电机�转子电压和

6、转速的关系曲线�转子电压相位和转速的关系曲线比较两图可知，为达到不同转速下有功功率和无功功率的需求，需要同时调节转子电压的幅值和相位。绕线式双馈发电机�定、转子电流和转速的关系曲线�转子励磁容量和转速的关系曲线�在额定转速以下，电流随转速的增加而增大，在额定转速以上，电流随转速的增加而减小；在额定转速时，电流达到最大值。�励磁容量随转差率绝对值的增大而增大，特别在额定转速以上，励磁容量随转速增加的速度更快。绕线式双馈发电机的特点�双馈发电机的亚同步速、同步速、超同步速状态运行使得风机具有良好的稳定性和转速适应能力；�风力机在一定范围内变速运行，减少

7、了调速时的机械应力，机组控制更加灵活，提高了整机机运行效率；�调节励磁电流幅值，可调节发出的无功功率，调节励磁电流相位，可调节发出的有功功率；应用矢量控制可现有、无功功率的独立调节；�励磁电源的容量仅是电机额定容量的约30%，变频装置体积减小，成本降低，投资减少；�满足恒频恒压发电要求。直驱型风力发电系统（电励磁）变流器网侧变流器主回路断路器整流器DC励磁器10...24kV,f=50Hz变流器控转子轴承制网侧变压器开关柜制动变浆驱动风机主控器直驱型风力发电系统（电励磁）�ENERCON公司:E70、E82直驱型风力发电系统（电励磁）E702000

8、kW技术参数直驱型风力发电系统（电励磁）E822000kW技术参数直驱型风力发电系统（永磁）变流器电机侧变流器网侧变流器主