《風(fēng)電場》w2000seg變流器原理和功能ppt課件

1、變流器功能原理變流器功能原理目錄目錄 變速恒頻雙饋系統(tǒng)變速恒頻雙饋系統(tǒng)變流器概念變流器概念變流器主要部件功能變流器主要部件功能變流器系統(tǒng)圖變流器系統(tǒng)圖并網(wǎng)過程并網(wǎng)過程變速恒頻控制原理變速恒頻控制原理功率因數(shù)調(diào)理功率因數(shù)調(diào)理低電壓穿越低電壓穿越-LVRT根本概念根本概念=3=3f = fGridf fGrid齒輪箱齒輪箱雙饋感應(yīng)雙饋感應(yīng)發(fā)電機發(fā)電機風(fēng)輪風(fēng)輪變速恒頻雙饋系統(tǒng)變速恒頻雙饋系統(tǒng)電網(wǎng)側(cè)變流器電網(wǎng)側(cè)變流器電機側(cè)變流器電機側(cè)變流器交直交電壓型變流器交直交電壓型變流器變流器概念變流器概念1、什么是變流器 變流器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制安裝。2、變流器的運

2、用 風(fēng)力發(fā)電，高壓直流輸電，電動機車、艦船、電動汽車等節(jié)能綠色交通工具，各類電動機異步、同步、無刷等。3、變流器在變速恒頻雙饋系統(tǒng)中的作用 調(diào)理轉(zhuǎn)子勵磁電流，實現(xiàn)變速恒頻控制； 調(diào)理勵磁電流的幅值和相位，控制變速恒頻雙饋系統(tǒng)的電勢的相位和頻率； 確保變速恒頻雙饋系統(tǒng)輸出解耦的有功功率和無功功率。變流器主要部件功能變流器主要部件功能雙PWM變流器主電路構(gòu)造圖從電網(wǎng)吸收電能向電網(wǎng)發(fā)送電能網(wǎng)側(cè)變換器交流側(cè)三相電壓進線電抗器的等效電阻和電感網(wǎng)側(cè)變換器交流側(cè)三相電流直流環(huán)節(jié)的儲能電容DFIG轉(zhuǎn)子繞組的漏感和等效電阻DFIG轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢變流器主要部件功能變流器主要部件功能交流側(cè)功率因數(shù)控制堅持直流環(huán)

3、節(jié)電壓穩(wěn)定調(diào)理控制轉(zhuǎn)子勵磁電流頻率，以實現(xiàn)DFIG變速恒頻運轉(zhuǎn)調(diào)理勵磁電流幅值和相位控制DFIG電勢的相位和頻率確保DFIG輸出解耦的有功功率和無功功率變流器系統(tǒng)圖變流器系統(tǒng)圖并網(wǎng)過程并網(wǎng)過程并網(wǎng)過程并網(wǎng)過程變速恒頻控制原理變速恒頻控制原理變速恒頻：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速跟蹤風(fēng)速的變化，定子側(cè)恒頻恒壓輸出。變速恒頻：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速跟蹤風(fēng)速的變化，定子側(cè)恒頻恒壓輸出。21fpffmf1 定子電流頻率，與電網(wǎng)頻率一樣；定子電流頻率，與電網(wǎng)頻率一樣；p電機極對數(shù)；電機極對數(shù)；fm轉(zhuǎn)子機械頻率，轉(zhuǎn)子機械頻率，fm=n/60n為發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；為發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；f2轉(zhuǎn)子電流頻率；轉(zhuǎn)子電流頻率；n n小于定子旋轉(zhuǎn)磁場的同

4、步轉(zhuǎn)速小于定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速nsns時，處于亞同步運轉(zhuǎn)形狀，上式取正號，時，處于亞同步運轉(zhuǎn)形狀，上式取正號，此時變流器向發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供交流勵磁，發(fā)電機由定子發(fā)出電能給電網(wǎng)；此時變流器向發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供交流勵磁，發(fā)電機由定子發(fā)出電能給電網(wǎng)；n n大于大于nsns時，處于超同步運轉(zhuǎn)形狀，上式取負號，此時發(fā)電機由定子和轉(zhuǎn)時，處于超同步運轉(zhuǎn)形狀，上式取負號，此時發(fā)電機由定子和轉(zhuǎn)子發(fā)出電能給電網(wǎng)，變流器的能量逆向流動；子發(fā)出電能給電網(wǎng)，變流器的能量逆向流動；n n等于等于nsns時，處于同步運轉(zhuǎn)形狀，時，處于同步運轉(zhuǎn)形狀，f2=0f2=0，變流器向轉(zhuǎn)子提供直流勵磁；，變流器向轉(zhuǎn)子提供直流勵磁；因此，當(dāng)

5、發(fā)電機轉(zhuǎn)速因此，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速n n變化時，即變化時，即pfmpfm變化，假設(shè)控制變化，假設(shè)控制f2 f2相應(yīng)變化，可使相應(yīng)變化，可使f1 f1堅持恒定不變，即與電網(wǎng)頻率堅持一致，也就實現(xiàn)了變速恒頻控制。堅持恒定不變，即與電網(wǎng)頻率堅持一致，也就實現(xiàn)了變速恒頻控制。功率因數(shù)調(diào)理功率因數(shù)調(diào)理 思索到風(fēng)電系統(tǒng)的功率擾動以及思索到風(fēng)電系統(tǒng)的功率擾動以及電網(wǎng)本身的供電質(zhì)量問題，因此希望風(fēng)電網(wǎng)本身的供電質(zhì)量問題，因此希望風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機輸出有功功率可調(diào)理，力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機輸出有功功率可調(diào)理，同時還能改動輸出功率因數(shù)。經(jīng)過轉(zhuǎn)子同時還能改動輸出功率因數(shù)。經(jīng)過轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器勵磁控制，可以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電側(cè)變頻器勵磁控

6、制，可以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機組在穩(wěn)定形狀下的總有功功率和轉(zhuǎn)差機組在穩(wěn)定形狀下的總有功功率和轉(zhuǎn)差率不隨功率因數(shù)設(shè)定值的變化而變化。率不隨功率因數(shù)設(shè)定值的變化而變化。其總有功功率由機組的風(fēng)機功率特性與其總有功功率由機組的風(fēng)機功率特性與風(fēng)況決議，同時，發(fā)電機的轉(zhuǎn)差率由風(fēng)風(fēng)況決議，同時，發(fā)電機的轉(zhuǎn)差率由風(fēng)力機組的總有功功率和轉(zhuǎn)速控制特性決力機組的總有功功率和轉(zhuǎn)速控制特性決議，與發(fā)電機輸出無功功率無關(guān)。議，與發(fā)電機輸出無功功率無關(guān)。低電壓穿越低電壓穿越-LVRT根本概念根本概念1、什么是低電壓穿越？ 在風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)點電壓跌落的時候，風(fēng)機可以堅持并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)，直到電網(wǎng)恢復(fù)正

7、常，從而“穿越這個低電壓時間(區(qū)域)。2、根本要求 a) 風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機組具有在并網(wǎng)點電壓跌至20%額定電壓時可以保證不脫網(wǎng)延續(xù)運轉(zhuǎn)625ms的才干； b) 風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后2s內(nèi)可以恢復(fù)到額定電壓的90%時，風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機組可以保證不脫網(wǎng)延續(xù)運轉(zhuǎn)。 C)當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生不同類型缺點引起并網(wǎng)點電壓跌落時，風(fēng)電場并網(wǎng)點各線電壓在圖中電壓輪廓線及以上的區(qū)域內(nèi)時，場內(nèi)風(fēng)電機組必需保證不脫網(wǎng)延續(xù)運轉(zhuǎn)；風(fēng)電場并網(wǎng)點恣意線電壓低于或部分低于圖中電壓輪廓線時，場內(nèi)風(fēng)電機組允許從電網(wǎng)切出。3、有功恢復(fù) 對電網(wǎng)缺點期間沒有切出電網(wǎng)的風(fēng)電場，其有功功率在電網(wǎng)缺點切除后應(yīng)快速恢復(fù)，以致少10%額定功率/秒的功率變化率恢復(fù)至缺點前的值。低電壓穿越低電壓穿越-LVRT根本概念根本概念4、動態(tài)無功支撐才干 電網(wǎng)發(fā)生缺點或擾動，機組出口電壓跌落處于額定電壓的20%90%區(qū)間時，機組需經(jīng)過向電網(wǎng)注入無功電流支撐電網(wǎng)電壓，該動態(tài)無功控制應(yīng)在電壓跌落出現(xiàn)后的80ms內(nèi)呼應(yīng)，并能繼續(xù)600ms的時間。 變流器在低電壓穿越過程中可對風(fēng)電場電網(wǎng)注入動態(tài)無功電流。5、變流器如何實現(xiàn)低穿功能 a在直流母線側(cè)添加可控的能量泄放電路CHOPPER，主要用于維持母線電壓穩(wěn)定； b轉(zhuǎn)子