大功率风力发电

【专家解说】：无刷双馈发电机，其定子有两套绕组，一个称为功率绕组，直接接电网;另一个称为控制绕组，通过双向变频器接电网。其转子为笼型或磁阻式结构，无需电刷和滑环，转子的极数应为定子两个绕组极对数之和。无刷双馈发电机的转子与风车连接，风车的转速可随风速而变化。当发电机转速变化时，可通过变频器改变定子控制绕组频率，使发电机功率绕组输出频率保持不便。尽管这种变速恒频控制方案是在定子电路实现的，但流过定子绕组的功率仅为无刷双馈发电机总功率的一小部分。这种采用无刷双馈发电机的控制方案除了可实现变速恒频控制，降低变频器的容量外，还可实现有功、无功功率的灵活控制，对电网而言可起到无功补偿的作用，同时发电机本身没有滑环和电刷，既降低了电机的成本，又提高了系统运行的可靠性。另外，无刷发电机可以在不同的风速下运行，其转速可随风速变化做相应的调制，使风力机的运行处于最佳工况，提高机组效率。缺点是定子需要两台电机，增加了系统的复杂性和成本，实现还是比较困难。 下面说一下永磁同步发电。现在一般是说直驱永磁同步发点。传统风力发电机组的电磁机械系统通常包含三个主要部分:风力机、增速箱和发电机。由于传统风力发电机转速范围限制，风力机和发电机之间必须用增速齿轮箱来连接。然而，增速齿轮箱一方面具有增加机组的重量、产生噪音、需要定期维护以及增加损耗等缺点，同时也降低了风能的利用效率。新型的直驱式风力发电系统采用低速永磁同步发电机，通过功率变换电路直接并入电网，大大提高系统效率。工作原理如下:风以一定的速度和攻角作用在风力机的桨叶上，使风力机产生旋转力矩从而转动，将风能转变成机械能，风力机带动与其同轴相连的永磁同步发电机转动，将机械能转变为电能，发出随风速幅值和频率都变化的交流电。发电机发出的交流电是不能直接并上电网的，需要经过变流装置将变压变频的交流电转化为与电网相位、频率一致的交流电，然后通过变压器接入电网。直驱永磁风力发点的缺点是:直驱式风电系统中变流器为机组的全功率，限于当前电力电子器件水平，实现大容量化难度很大。但是随着电力电子技术的提高，将会在兆瓦级风力发电系统上得到广泛应用。