【视界】风电变流器的基础原理

作者：乐鱼平台是赞助了大巴黎  时间:2025-02-05 03:43:32

  在生活中我们会见到很多风力发电的设备，但不是每个人对风力发电设备特别了解，那么今天我们就来学一下风电变流器的基本原理吧。

  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相对比较简单、操作便捷、谐波含量少的特点，可以明显地改善双馈异步发电机的运作时的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管理系统，实现了基于风机上限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。

  双馈型风力发电系统结构图是由风轮机、齿轮箱、变桨结构、偏航机构、双馈电机、变流器、变压器、电网等构成。其工作过程为：当风吹动风轮机转动时，风轮机将其捕获的风能转化为机械能再通过齿轮箱传递到双馈电机，双馈电机将机械能转化为电能，再经变流器及变压器将其并入电网。通过系统控制器及变流器对桨叶、双馈电机做到合理的控制使总系统实现风能最大捕获，同时，通过对变桨机构、变流器及Crowbar保护电路的控制来应对电力系统的各种故障。

  双馈异步发电机的定子与转子两侧都可以馈送能量，由于转子侧是通过变频器接入的低频电流起到了励磁作用，因此又名交流励磁发电机。双馈异步发电机主机结构特点是：定子与一般三相交流发电机定子一样，具有分布式绕组；转子不是采用同步发电机的直流集中绕组，而是采用三相分布式交流绕组，与三相绕线式异步机的转子结构相似。正常工作时，定子绕组并入工频电网，转子绕组由一个频率、幅值、相位都能调节的三相变频电源供电，转子励磁系统一般会用交-直-交变频电源供电。

  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相对比较简单、谐波含量少等优点，可以明显地改善双馈异步发电机的运作时的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管理系统，实现了基于风机上限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。

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