1. 风电变流器的作用
一个简易快的答案就是,通过热交换带走热量,让设备在稳定工作温度内运行。
目前我国风力发电机组主要有风冷和水冷两种,需要冷却的部件主要是发电机,变流器这两大部件,因为这里是能量交换最主要的地方,也是最大的地方,也就自然产生比其他部位多的热量,而热量对发电机,变流器影响很大,热量高对发电机线圈,轴承,对变流器的IGBT、电容都有很大影响。这就需要外部加器件去带走这部分热量,让发电机和变流器维持一个稳定的工作温度。
风冷就是通过外部风扇靠空气流动带走热量,随着发电机的功率越来越大,热量越大,风冷就会达到一个冷却上限,不光是冷却效率问题,还有产品成本问题,一系列影响就需要考虑水冷系统。水循环的冷却效率要高于风冷,但又比风冷复杂,易产生漏液这些次生问题。更换部件还得放冷却液注冷却液,操作较之前风冷繁琐。
风冷却部位不是简单的风扇对着直吹或者抽气,是把大热量部位通过金属散热片导热,再由风扇吸/吹气带走热量,水冷是直接水冷板贴近热量产生部位,直接带走热量。
水冷也不是完全就是水冷,水冷系统的自身冷却是靠风冷,冷却液流向外部换热器,然后再由风扇冷却。
2. 风力发电变流器的作用
是将风能转换为机械能,机械能转换为电能的电力设备。广义地说,它是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发动机。
风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话,还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源,但是却可以长期利用。
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。依据目前的风力发电机技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。
风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。
风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,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。
机械连接与功率传递:水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性。
表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型
3. 变流器 风电
狭义的讲:以风电变流器为例,是一种硬件结构与变频器基本相同电力工作单元。这个角度讲,变流器是变频器的一种特殊表现方式。
广义的讲:变流器是由一个或多个电子开关器件和相关的元器件,与变压器、滤波器、换相辅助器件、控制器、保护和辅助部件(若有)组成的,用于改变一个或多个电气特性的电力变换用的工作单元。
这个角度讲,常见的整流器、变频器、逆变器等,都属于变流器。
4. 风电变流器和变频器
一般来讲,变频器是变流器的一种。
变流器和变频器之所以称呼不同,主要在于它们伺服的对象的特性不同。 变流器伺服的对象是双馈发电机,变频器主要是调节异步电动机。 变流器的根本作用是采取一定的控制手段,让双馈发动机发出与电网完全一致的交流电。原理如下:变流器是给双馈发电机的转子注入一定低频的交流电,使之产生旋转电磁场;并要求这个电磁场的转速加上发电机轴上的机械转速等于同步转速(比如4个极的双空间发动机的同步转速是1500r/min),这样转子上的电磁场切割定子线圈产生了交流电,这个交流电的频率、相位、电压与电网的完全一致,从而发动机能够并网发电。 变频器的根本作用是给异步电动机提供频率变化的交流电,让电动机按照一定的控制方式旋转并且转速可平滑调节,从而达到节能或者改善生产工艺的过程(例如火电厂的风机、泵类负载的节能改造;纺织工业上变频器对电动机调节可以纺织出来的细线在直径大小、质量上一致等)。 风电用的变流器,工作的环境温度范围要比普通的变频器大些;可靠性要高,因为,风力发电一般都是无人值守的24H运行;还要满足大电流运行。其实风电里面用变流器就是为了保证发出的电是50HZ,能够并网
5. 风电变流器的作用有哪些
早期的风电机组采用的是恒定转速/恒定频率的发电系统。也就是说,这种机组的发电机转速不随风速变化而变化,而是维持在保证输出频率达到电网要求的恒定转速上运行。由于恒定转速的机组在风速变化时经常无法达到最佳叶尖速比,因此这种机组风能利用效率比较低。
为了实现最大的风能捕获,提高效率,需要风轮转速随着风速变化而变化。因此,目前主流的并网型大型风力发电机组普遍采用的是变速恒频的发电系统。变速恒频发电系统主要有两种型式:双馈异步交流发电系统和永磁同步低速交流发电系统。
1、双馈异步交流发电系统
这种类型的发电系统采用双馈交流异步发电机,其转子由接到电网的变流器提供交流励磁。在发电机转速发生变化的时候,变流器以转差频率的电流来产生双馈电机转子励磁,此时,在定子中即可产生恒定频率的电动势。
这种变流器只需要转差功率大小的容量,容量较小,是目前兆瓦级风电机组的主流。但这种发电系统需要配合增速齿轮箱,把风轮转速升高到接近同步速度的水平。
2、永磁同步低速交流发电系统
永磁低速交流电机的转子采用多个极对数的永磁材料构成。由于极对数较多,同步转速非常低,接近于风轮的转速,因此,可以不经升速齿轮箱而直接由风轮驱动电机发电,传动效率高。发电机后面接全功率的变流器,以保证输出恒频的电动势。
这种发电系统电机往往比较大,也比较复杂,但其去掉了增速齿轮箱,可靠性得到了提升,在大型风电机组中也具有很大的市场。
3、还有一种半直驱型的机组,是融合了上述两种方案特点的一种型式。即传动系统采用较双馈机组更低增速比的齿轮箱,这可以减少增速箱的设计难度,相比双馈机组传动链具有更高的可靠性;发电系统采用较直驱机组更少极对数的发电机,但其同步速度远低于普通异步电机速度,通过变流器控制输出频率。半直驱即具备上面两者的优点,但同时具备上述两种型式的缺点。
总体来说,风电机组是通过变流器来保证输出电动势频率的,主要区别在于变流器类型和传动链的配置方式。
希望上述回答对您有帮助
6. 风电变压器作用
能量回馈装置主要由能馈变压器、能馈变流器、能馈直流柜组成。能馈变压器是新研制的三相轴向多分列式高漏抗变压器,能量回馈装置为PMW型中压回馈系统,与现有城轨供电系统中二极管牵引整流机组并列运行,该系统在城轨车辆制动时将再生制动能量回馈至中压/低压交流供电电网,以供其他负荷使用。装置转换效率及功率因数高,回馈功率大,与35KV/10KV/0.4kV电网系统具有良好的兼容性,综合节能效果显著。
再生能量回馈装置
性能特点
1)可靠性高:采用在干线机车、城轨车辆、柔性直流输电系统、风力发电系统、光伏发电系统等领域成熟应用的功率模块及控制平台技术,其核心器件IGBT采用过载能力强及可靠性高的牵引级IGBT。
2)负荷适应性优:针对列车再生制动能量短时峰值功率高、周期性等特点,装置提供高达近2倍额定功率的间歇工作过负荷能力,更好的满足列车电制动需要,同时再生制动能量转移率更高。
3)兼容性强:可与城轨DC750V/1500V供电系统、磁悬浮供电系统匹配,功率因数高,注入电网谐波含量小,与电网兼容性好。
4)扩展方便:中压再生能量回馈装置基本单元容量为1.8MW/柜,可并联为3.6MW、5.4MW、7.2MW、9MW等多容量等级;低压再生能量回馈装置基本单元容量为600kW/柜、900kW/柜,可并联为1.2MW、1.8MW等容量等级;另有辅助牵引供电功能,可与二极管整流器协同供电,并可兼做无功补偿装置,改善电能质量。
5)接口丰富:具有良好的人机界面,可提供工业以太网、RS485接口,推荐使用Modbus RTU、Profibus-DP或TCP/IP等通讯规约。