1. 双馈风电变流器应用场景
双向风力发电机的原理是通过叶轮将风能转变为机械转矩,通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。
如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电。
双馈发电机正是由叶片通过齿轮箱变速,带动以达到定子侧输出相对完美正弦波,同时在额定转速下,转子侧也能同时发出电流,已达到最大利用风能效果。
2. 双馈风力发电变流器
双馈式风力发电机是目前应用最为广泛的风力发电机,由定子绕组直连定频三相电网的绕线型异步发电机和安装在转子绕组上的双向背靠背IGBT电压源变流器组成。工作原理:双馈感应发电机由定子绕组直连定频三相电网的绕线型感应发电机和安装在转子绕组上的双向背靠背IGBT电压源变流器组成。”双馈“的含义是定子电压由电网提供,转子电压由变流器提供。该系统允许在限定的大范围内变速运行。通过注入变流器的转子电流,变流器对机械频率和电频率之差进行补偿。
在正常运行和故障期间,发电机的运转状态由变流器及其控制器管理。变流器由两部分组成:转子侧变流器和电网侧变流器,它们是彼此独立控制的。电力电子变流器的主要原理是转子侧变流器通过控制转子电流分量控制有功功率和无功功率,而电网侧变流器控制直流母线电压并确保变流器运行在统一功率因数(即零无功功率)。
功率是馈入转子还是从转子提取取决于传动链的运行条件:在超同步状态,功率从转子通过变流器馈入电网;而在欠同步状态,功率反方向传送。
在两种情况(超同步和欠同步)下,定子都向电网馈电。
3. 双馈风电变流器应用范围
双馈感应发电机由定子绕组直连定频三相电网的绕线型感应发电机和安装在转子绕组上的双向背靠背IGBT电压源变流器组成。 “双馈”的含义是定子电压由电网提供,转子电压由变流器提供。该系统允许在限定的大范围内变速运行。通过注入变流器的转子电流,变流器对机械频率和电频率之差进行补偿。在正常运行和故障期间,发电机的运转状态由变流器及其控制器管理。 变流器由两部分组成:转子侧变流器和电网侧变流器,它们是彼此独立控制的。电力电子变流器的主要原理是转子侧变流器通过控制转子电流分量控制有功功率和无功功率,而电网侧变流器控制直流母线电压并确保变流器运行在统一功率因数(即零无功功率)。 功率是馈入转子还是从转子提取取决于传动链的运行条件:在超同步状态,功率从转子通过变流器馈入电网;而在欠同步状态,功率反方向传送。在两种情况(超同步和欠同步)下,定子都向电网馈电。
4. 双馈风机变流器
风电变流器,是双馈风力发电机中,加在转子侧的励磁装置。 其主要功能是在转子转速n变化时,通过变流器控制励磁的幅值、相位、频率等,使定子侧能向电网输入恒频电。 包括功率模块、控制模块、并网模块。
变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术,核心控制采用具有快速浮点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”;在发电机的转子侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略,电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略;系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网和最大功率点跟踪控制功能。 功率模块采用高开关频率的IGBT功率器件,保证良好的输出波形。 这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点,可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电能质量。 这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控制,是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。
5. 双馈风电机组变流器原理
风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电;它由机头、转体、尾翼、叶片组成,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。 风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。
然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用
6. 双馈风电变流器应用领域
在双馈风力发电系统中,发电机的定子直接连接到电网上,而转子在变流器的控制下实现交流励磁,
保持定子恒频恒压输出,基本运行步骤如下:
1、 发电机组在自检正常的情况下,叶轮处于自由运动状态;当风速满足运行条件且叶轮正对风向, 变桨系统将持续调整最佳桨距角,将发电机空载转速保持在切入转速上,主控系统若判定一切准备就绪,则发出并网命令。
2、 变流器在接收到并网命令后,将先对母线进行预充电,当母线电压达到一定程度后,网侧变流器开始进行调制;而当网侧变流器正常运行后,机侧变流器开始自检,自检通过后开始对励磁电流幅值、相位和频率进行控制,使得发电机定子空载电压和电网电压同频率、同相位、同幅值,此时闭合并网接触器实现并网。
3、 当风速变化导致发电机转速变化时,变流器通过控制转子的励磁电流频率来改变转子磁场的旋 转频率、幅值、相位等参数,使发电机的输出电压、频率和电网保持一致,从而实现风力发电 系统的变速恒频发电。