变速恒频风电机组的优缺点_两种主流变速恒频风电机组技术发展综述
两种主流变速恒频风电机组技术发展综述
【摘
要】通过对目前大型风电机组技术研究，分别对双馈异步、永磁同步
直驱两种主流变速恒频机组从典型接线方式，
各种控制技术研究热点等多方面进
行分析比较，
认为新型永磁半驱风电机组是大型机组发展的新方向。
文章最后对
我国风电发展提出了几点建议。
【关键词】变速恒频；双馈异步发电机；技术发展
1
变速恒频风电机组的运行原理及分类
变速风力发电机组的控制主要通过两个阶段来实现。
相应的控制策略就是低
风速时捕获最大风能和高风速时保持额定功率。
变速风力发电机组大体上包含了
3
种运行状态。
(
1
)低于额定风速时，桨距角保持最佳设计角度，一般为
0
度左右，以获
得最大风能利用系数。
通过控制发电机电磁扭矩来调节发电机转速，
在风速变动
情况下保持恒定的最佳叶尖速比，从而实时追踪最佳功率曲线。
(
2
)当风速超过额定风速且低于切出风速时，发电机和变流器通过桨距角
调节，限制风能吸收保持功率输出为额定。
(
3
)当风速超过切出风速时，风电机组立即进入顺桨空气制动程序，停止
运转后输出功率为零。
目前，
单机容量
1
～
3MW
机组是国际主流风电机组，
5MW
风电机组已投入
试运行；
MW
级机组中普遍采用变速、
变桨距技术，
从风轮到发电机的驱动形式
主要分为三种：
采用三级齿轮驱动的变桨距双馈式变速恒频风电机组、
无齿轮箱
直驱永磁风电机组和单级齿轮驱动的永磁半直驱风电机组。
2
两类变速恒频风电机组典型接线方式
按照风电机组传动链的结构的区分，
可以分为具有齿轮箱驱动和无齿轮箱的
直接驱动传动两种基本方式。
2.1
双馈异步全驱式机组
该方案采用的发电机为转子双馈发电机，
定子绕组与电网直接相连，
转子绕
组通过变频器供以频率、
幅值相位和相序都可改变的三相低频励磁电流。
交流励
磁变速恒频发电是在
DFIG
的转子中施加转差频率的电流进行励磁，
调节励磁电
流的幅值、频率、相位，实现定子与电网电压同期并网输出的。
2.2
无齿轮箱型永磁直驱式机组
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