关于风力发电外文翻译

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1、风涡轮发电机设计的现状与未来趋势YaoDuanandRonaldG.HarleySchoolofElectricalandComputerEngineeringGeorgiaInstituteofTechnologyAtlanta,GA摘要-近年来，各种风涡轮发电机组被设计和制造，例如传统的异步发电机，双馈感应发电机，现场励磁同步发电机和永磁同步发电机。发电机通过变速箱或没有（所谓直接驱动）和涡轮耦合，在发电机和电网之间有4种不同接口，依赖于所使用的电力电子转换器的类型而定。本文回顾了不同发电机的拓扑结构

2、和它们的涡轮连接上的最近发展事态，提出了一个新的无变速箱或任何能量电子的发电机设计概念，可行性在此文章中被证明。关键词-直接驱动，异步电动机，风Ⅰ、简介风能发电是一个世界范围级的快速增长区域。各种风涡轮机和发电机的拓扑结构已被开发，来最大限度地提高能源转换效率，系统可靠性，并最大限度地降低成本。风涡轮机的挑战，就是去转换一个相对较低和可变的输入-冲击在转子上的风力-成为一个更快、稳定、适合电网连接的交流电输出[1]。随着风力发电机组功率的快速增长，这个挑战越来越受到关注。本文阐述了一些更流行风涡轮发电机组

3、的概念和可用的商业产品，集中在发电机的设计和影响整体风涡轮机系统的发电机拓扑上。在总结兆瓦级的机器目前趋势和挑战之后，一个新的风涡轮机的概念被提出，避免了变速箱和电力电子转换器，但提高了系统的整体效率，可靠性，机舱重量和系统的可能性整体成本。II、当前发电技术的回顾A、发电机和电网互联的四种类型13一般来说，目前有四大发电机类型被使用在实用级风涡轮发电机组中，名字：异步发电机，双馈感应发电机，现场励磁同步发电机和永磁同步发电机[2]。风涡轮发电机受天气情况影响，在涡轮和发电机之间有变速箱。另外，根据发电机

4、连接到电网的手段，有四种类型，如图1所示:[3]图1:发电机和电网互联的四种类型的插图A、变速箱和直接驱动变速箱转变涡轮起步相对较低的转子速度成为接近于发电机的同步速度，降低了发电机重量和避免带有多极慢速度发电机的设计。然而，变速箱有其自身的重量和低可靠性[2]。此外，变速箱功率损失占系统总损失的比例相当高，然而效率降低[11]。基于上述原因，风涡轮机所吸引的制造商将回归成为直接驱动发电机的制造者。13无论是在励磁同步发电机（表1类型2）或永磁同步发电机（表1类型9-11）类型里，目前销售的大多数直接驱动

5、涡轮机都是同步发电机。该表还显示直接驱动发电机的重量按预期的比通过变速箱驱动的发电机要高得多。例如，3.8兆瓦永磁同步发电机（表1类型11）本身的重量比在表13-7设计的机舱高得多，尽管机舱包含发电机，变速箱，传动轴，刹车等等。另外据在[2]中报道，和其他类型相比直接驱动永磁发电机都比较昂贵。尽管直接驱动系统有较大的重量和更高的成本，风涡轮机市场的趋势显示直接驱动发电机正在成为首选。例如，表1设计10是来自维斯塔斯最新的发电机设计，维斯塔斯是风涡轮机市场的一个重要角色。此3兆瓦永磁同步发电机产品显示，维斯

6、塔斯正在从他们的前齿轮式中空玻璃（设计3,4和5）成为永磁同步发电机。A、连接到电网表1还显示，大多数直接驱动发电机使用电力电子转换器连接到电网(图1类型4)。其配置有全套可变轴转速操作，从而允许最大功率点跟踪风速。此外，这些发电机可以被设计成较少的极数和产生约16至20赫兹而不是在60赫兹左右的频率。然而，和图表1其他三种类型相比，这个配置的缺点也是重要的。在类型4中，转换器以发电机的全功率评比，而在类型3的变频器以转差功率来评比，这是大约30％的发电机额定功率。大功率电力电子转换器降低了系统的可靠性，

7、并增加了成本。此外，电力电子设备的电源电压和功率能力限制发电机的电压水平。发电机设计时，首选更高电压等级因为它减少了绕组电流，从而降低了损失。类型2和类型3受转子电阻控制，允许一定范围内的转子速度变化，如维斯塔斯得技术（类型2）[6]或双馈配置（类型3）。转子电阻控制被赋予伤口转子和滑环。不过，滑环发电机的使用也有缺点。滑环部分还有额外的成本和需要保持刷齿轮包括定期更换电刷。刷齿轮相关的问题在风涡轮机的运行和可靠性上是一个重大的问题。B、定速或变速一个特定网点的变速或定速风发电机的选择是由多种因素决定的：

8、网点的13的风速分布，可靠性和维修问题，系统成本和发电利润。目前，无论是由于尺寸较大的直接驱动发电机或电力电子转换器，还是绕线转子感应发电机上的滑环，变速发电机的成本远远高于定速发电机。另一方面，大多数电力部门生产变速发电机都是因为最大功率点跟踪。长远来说，哪种类型的风力发电机是更有利可图取决于发电机安装处网点的风分布。表1：近年来发展的典型风力涡轮发电机名单编号发电机类型变速箱制造者功率齿轮转速发电机电压电网连接类型机舱重量