電力電子在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用專業(yè)： 自動(dòng)化 班級(jí)： -16 姓名： 趙超超 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 朱冬嬌 日期： 2017 年 1 月 4 日摘要：本文主要收集了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用，簡(jiǎn)單介紹了風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)、恒速恒頻發(fā)電和變速恒頻發(fā)電以及電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能、輸電技術(shù)、濾波補(bǔ)償中的應(yīng)用，并電力電子技術(shù)對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行性能的改善作了探討。關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、性能改善開發(fā)和利用新能源及可再生能源是解決中國(guó)能源和環(huán)保問(wèn)題的重要戰(zhàn)略措施之一。在眾多可再生能源中，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是目前為止最適用于大規(guī)模發(fā)電的技術(shù)之一，而在風(fēng)力發(fā)電中應(yīng)用電力電子技術(shù)，

2、能使風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行特性大為改善，在風(fēng)電并網(wǎng)及正常運(yùn)行中也發(fā)揮著重要作用。1.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的組成及其特點(diǎn)不論是獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)電系統(tǒng)還是并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電系統(tǒng)，其主要的組成部分都包括以下幾個(gè)模塊：風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)。由于風(fēng)力發(fā)電的一次能源即風(fēng)能是間歇性的，發(fā)電機(jī)會(huì)經(jīng)常處于啟停狀態(tài)，因此發(fā)電機(jī)類型常選為異步發(fā)電機(jī)。而正是這些因素才使得風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有著不同于常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）輸入風(fēng)能的變化具有隨機(jī)性，如果不采取任何措施，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的功率將隨著風(fēng)速的變化而波動(dòng)，從而影響發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。（2）含異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)輸出有功功率，同時(shí)要吸取無(wú)功功率。不與電網(wǎng)連接的風(fēng)電系統(tǒng)必須配有無(wú)功

3、補(bǔ)償裝置，這種補(bǔ)償裝置可以是固定電容器組，也可以是電力電子器件組成的補(bǔ)償設(shè)備。如果與電網(wǎng)相連，異步發(fā)電機(jī)吸收的無(wú)功可以部分或全部從電網(wǎng)獲取，但依然要根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型及電網(wǎng)的要求來(lái)確定是否增設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置。（3）異步發(fā)電機(jī)無(wú)電壓控制能力，電壓波動(dòng)容易超出允許范圍。以上這些風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，也可以說(shuō)是缺點(diǎn)，隨著電力電子技術(shù)的應(yīng)用正日益得到改善。 2.電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用 2.1 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用。 除水力發(fā)電之外，風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)今世界上可再生能源開發(fā)利用中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電技術(shù)。風(fēng)能是不能儲(chǔ)存能源，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能并輸送到電網(wǎng)過(guò)程中

4、，電力電子設(shè)備是關(guān)鍵因素之一。目前，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用的電力電子技術(shù)主要有風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)、恒速恒頻發(fā)電和變速恒頻發(fā)電。 2.1.1 風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù) 由于并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電，其可靠性和穩(wěn)定性都好，所以風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行成為發(fā)展趨勢(shì)。風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行與電力電子技術(shù)有著密切的關(guān)系。通常有直接與電網(wǎng)相連、通過(guò)電力電子器件組成的變換器與電網(wǎng)聯(lián)接這兩種與電網(wǎng)連接的方式。直接與電網(wǎng)相連的風(fēng)電場(chǎng)，為了限制異步發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)瞬間出現(xiàn)較大的沖擊電流，配有軟并網(wǎng)裝置，即在異步發(fā)電機(jī)定子與電網(wǎng)之間每相串入一只雙向晶閘管，并網(wǎng)后由一個(gè)接觸器的動(dòng)合觸頭將其短接。至于采用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型，目前研究最多的是變速雙饋異步發(fā)電機(jī)和變速同步發(fā)電機(jī)，

5、由于它們本身構(gòu)造上的特點(diǎn)和技術(shù)上要求，與電網(wǎng)連接時(shí)都需要電力電子技術(shù)的支持。 2.1.2 恒速恒頻發(fā)電和變速恒頻發(fā)電 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)是能量轉(zhuǎn)換的核心部分，風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)按照發(fā)電機(jī)運(yùn)行的方式來(lái)分，主要有恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)兩種。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出電能的頻率保持恒定，即與電網(wǎng)頻率相等。風(fēng)力發(fā)電發(fā)出大小變化的直流電或頻率變化的交流電，需要電力電子變換器將電能進(jìn)行變換。 （1）恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 恒速恒頻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)一般采用的是普通異步發(fā)電機(jī)，這在國(guó)外一般被稱為丹麥概念風(fēng)電機(jī)組。這種風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行在超同步狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)差率為負(fù)值，電機(jī)

6、工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)差率的可變范圍很小，風(fēng)速變化時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，所以稱之為恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組。恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組一般很少采用電力電子變換器裝置，這種風(fēng)電機(jī)組主要有五大特點(diǎn)：第一，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合在野外、缺少維護(hù)的環(huán)境工作。第二，這種風(fēng)電機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)無(wú)法對(duì)電壓進(jìn)行控制，不能象同步發(fā)電機(jī)一樣提供電壓支撐能力，不利于電網(wǎng)故障時(shí)系統(tǒng)電壓的恢復(fù)和系統(tǒng)穩(wěn)定。第三，當(dāng)風(fēng)速快速升高時(shí)，由于轉(zhuǎn)速不變，風(fēng)能將通過(guò)槳葉傳遞給主軸、齒輪箱和發(fā)電機(jī)等部件，產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，引起這些部件的疲勞損壞，所以要求堅(jiān)固。第四，發(fā)出的電能也隨風(fēng)速波動(dòng)而敏感波動(dòng)的，若風(fēng)速急劇變化，可能會(huì)引起風(fēng)電機(jī)組發(fā)出電能質(zhì)量問(wèn)題，如電壓

7、閃變、無(wú)功變化等。隨著電力電子技術(shù)特別是電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的不斷完善，更多的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 （2）變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)變槳距控制風(fēng)輪使整個(gè)系統(tǒng)在很大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)按照最佳的效率運(yùn)行，這也是當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要有五大特點(diǎn)：第一，由于采用電力電子變頻器，變速恒頻風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜。第二，通過(guò)對(duì)最大功率點(diǎn)的跟蹤，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在可發(fā)電風(fēng)速下均可獲得最佳的功率輸出，提高了發(fā)電的效率。第三，風(fēng)輪機(jī)的加速減速對(duì)風(fēng)能的快速變化起到了緩沖作用，使輸出功率的波動(dòng)減小。第四，風(fēng)輪機(jī)可以根據(jù)風(fēng)速的變化而以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，減少了力矩的

8、脈沖幅度以及對(duì)風(fēng)力機(jī)的機(jī)械應(yīng)力，降低機(jī)械強(qiáng)度要求。第五，通過(guò)一定的控制策略(如SVPWM控制)對(duì)風(fēng)電機(jī)組有功、無(wú)功輸出功率進(jìn)行解耦控制，可以分別單獨(dú)控制風(fēng)電機(jī)組有功、無(wú)功的輸出，具備電壓的控制能力，這十分有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 （3）兩種變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)。 變速恒頻系統(tǒng)主要又分為同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。其中同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)；異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)主要是繞線轉(zhuǎn)子異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。永磁同步發(fā)電機(jī)是利用永久磁鐵取代轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、牢固。永磁同步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是通過(guò)控制一套整流逆變裝置，將發(fā)電機(jī)輸出的變頻變壓交流電轉(zhuǎn)換為滿足

9、電網(wǎng)要求的恒頻恒壓交流電。采用電勵(lì)磁的同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)定子通過(guò)變頻器和電網(wǎng)相連接，轉(zhuǎn)子采用AC/DC整流裝置給發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁。發(fā)電機(jī)可以采用變速箱驅(qū)動(dòng)，也可以使用直接驅(qū)動(dòng)。同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)主要特點(diǎn)有：第一，發(fā)電機(jī)發(fā)出的全部電功率都通過(guò)變換器，變換器容量需要按100%功率選取，比雙饋系統(tǒng)容量大，投資和損耗大，諧波吸收困難。第二，可以使用永磁發(fā)電機(jī)，電機(jī)輕，效率高，而且可以采用直接驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式，去掉笨重的變速箱。第三，功率變換器為單象限的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。該結(jié)構(gòu)定子繞組和電網(wǎng)直接相連接，轉(zhuǎn)子繞組由具有可調(diào)節(jié)頻率的三相電源激勵(lì)，交流勵(lì)磁控制通過(guò)變頻裝置向轉(zhuǎn)子提供三相滑差頻率的電流進(jìn)行勵(lì)磁，通過(guò)

10、變頻器的功率僅僅是轉(zhuǎn)差功率，雙饋調(diào)速將轉(zhuǎn)差功率回饋到電機(jī)軸或者電網(wǎng)，這是各種傳動(dòng)系統(tǒng)中效率比較高的. 2.2 電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)上的應(yīng)用。 (1)風(fēng)力發(fā)電具有風(fēng)速不穩(wěn)定的特點(diǎn)，這就給風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性帶來(lái)了一定的困難，而且在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中由于風(fēng)能不能直接被存儲(chǔ)，所以為了保證穩(wěn)定的供電，必須將風(fēng)能進(jìn)行儲(chǔ)存，因此，儲(chǔ)能技術(shù)是非常重要的。 (2)目前，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池由于其優(yōu)越性而被作為主要的儲(chǔ)能方式。而超導(dǎo)線圈儲(chǔ)能也是最佳儲(chǔ)能選擇之一，但其研究時(shí)間較晚，普及較為困難。此外，不間斷電源由于在其輸入電流中斷時(shí)能夠繼續(xù)供電的特點(diǎn)恰好能夠針對(duì)風(fēng)力發(fā)電隨機(jī)性較強(qiáng)的特點(diǎn)而受到了很大的重視

11、，在電力電子技術(shù)的應(yīng)用中，主要體現(xiàn)在不間斷電源的結(jié)構(gòu)上它普遍采用脈寬調(diào)制技術(shù)和IGBT功率M0SFET等現(xiàn)代電力電子器件，這使得其效率和可靠性得以提高，對(duì)于較為偏遠(yuǎn)的發(fā)電站，基于電力電子技術(shù)的不間斷電源的普及將會(huì)有非常巨大的作用。 2.3 電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電輸電技術(shù)中的應(yīng)用。 (1)風(fēng)力發(fā)電的一大特點(diǎn)就是需要風(fēng)力資源充足，這就使得發(fā)電位置要比較偏遠(yuǎn)，在輸電技術(shù)上產(chǎn)生一些問(wèn)題，目前，交流輸送是主要的方式，不過(guò)這種方式有較多的不足。將來(lái)在風(fēng)力發(fā)電輸電系統(tǒng)中的趨勢(shì)是HVDC (高壓直流輸電）技術(shù)，它能夠做到異步聯(lián)網(wǎng)，且性價(jià)比較高、結(jié)構(gòu)比較優(yōu)越、對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)。電力電子技術(shù)在這種技術(shù)上目前應(yīng)

12、用很廣泛，主要體現(xiàn)在它的可關(guān)斷器件一般選取GTO、IGBT等，另外較為普遍的使用PWM等技術(shù)，電力電子技術(shù)的應(yīng)用使得直流輸電投入更小、質(zhì)量更高，對(duì)于其普及具有不可忽視的作用。 (2)此外，基于電力電子技術(shù)的HVDC Light(輕型直流輸電）對(duì)于風(fēng)力發(fā)電輸電也有較好的作用，它能夠做到海上風(fēng)電場(chǎng)的交流網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)不保持同步運(yùn)行，抗故障能力極強(qiáng)。 (3)在未來(lái)，將會(huì)受到重用的還會(huì)有FACTS(靈活交流輸電系統(tǒng)）。FACTS技術(shù)是基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)的結(jié)合，能夠?qū)ο到y(tǒng)參數(shù)、相位角、功率潮流等快速的控制，對(duì)于提高輸電能力以及系統(tǒng)穩(wěn)定性有非常好的效果。 2.4 電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電的濾波、補(bǔ)償

13、中的應(yīng)用。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于供電網(wǎng)絡(luò)的末端，很容易使得配電網(wǎng)受到諧波污染、電源波動(dòng)以及閃變等，因此，濾波及補(bǔ)償在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中必不可少，目前主要技術(shù)有SVF(靜止無(wú)功補(bǔ)償器）及APF(有源電力濾波器）。(1)靜止無(wú)功補(bǔ)償器。靜止同步無(wú)功補(bǔ)償器是目前技術(shù)最為先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償裝置。它不再采用大容量的電容器，電感器來(lái)產(chǎn)生所需無(wú)功功率，而是通過(guò)電力電子器件的高頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)質(zhì)的飛躍，特別適用于中高壓電力系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。目前，在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)應(yīng)經(jīng)被廣泛的使用，它能夠快速的對(duì)負(fù)荷的改變進(jìn)行跟蹤，并進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。這就針對(duì)風(fēng)力發(fā)電中電壓波動(dòng)較大的情況進(jìn)行了改善，使其穩(wěn)定，

14、進(jìn)而提高了電能的質(zhì)量。將靜止無(wú)功補(bǔ)償器配置在風(fēng)電機(jī)側(cè)安，這可以增加阻尼，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓控制；將靜止無(wú)功補(bǔ)償器配置電網(wǎng)則會(huì)減小振蕩、提供無(wú)功支持。(2)有源電力濾波器。APF的基本工作原理是采用可關(guān)斷的電力電子器件和基于坐標(biāo)變換原理的瞬時(shí)無(wú)功理論控制，檢測(cè)補(bǔ)償對(duì)象的電流和電壓，利用電力控制器代替系統(tǒng)電源向負(fù)荷提供所需的畸變電流，從而保證系統(tǒng)最終得到期望的電源電流。和普通SVC相比，響應(yīng)時(shí)間更快，對(duì)電壓波動(dòng)，閃變補(bǔ)償率更高，控制功能更強(qiáng)，同時(shí)也能更有效地慮除高次諧波，補(bǔ)償功率因數(shù)。 3.電力電子技術(shù)對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行性能的改善 3.1 軟并網(wǎng)裝置和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。 直接與電網(wǎng)相連的風(fēng)電場(chǎng)中采用的是恒速風(fēng)機(jī)

15、，發(fā)電機(jī)通常為鼠籠型異步發(fā)電機(jī)，因直接聯(lián)網(wǎng)的啟動(dòng)電流過(guò)大，多選用雙向晶閘管進(jìn)行軟并網(wǎng)。如圖1所示。晶閘管的軟并網(wǎng)過(guò)程如下：當(dāng)風(fēng)電符合并網(wǎng)條件時(shí)，雙向晶閘管的控制角同時(shí)從180°到0°逐漸同步打開，與此同時(shí)，雙向晶閘管的導(dǎo)通角由0°到180°逐漸增大，此時(shí)并網(wǎng)自動(dòng)開關(guān)未動(dòng)作，異步發(fā)電機(jī)通過(guò)晶閘管平穩(wěn)并入電網(wǎng)。隨著發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速繼續(xù)增高，電機(jī)的滑差率漸趨于零。當(dāng)滑差率為零時(shí)，與晶閘管并聯(lián)的動(dòng)合觸頭動(dòng)作，雙向晶閘管被短接，至此并網(wǎng)軟并網(wǎng)可以將起動(dòng)電流限制在1.5倍額定電流以下，從而得到一個(gè)平滑的并網(wǎng)暫態(tài)過(guò)程，避免了繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)能順利并網(wǎng)。

16、為了提高異步發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)，需要在異步發(fā)電機(jī)出口處接入無(wú)功補(bǔ)償裝置。常用的無(wú)功補(bǔ)償裝置有固定電容器組、靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）、靜止無(wú)功發(fā)生器等，它們各有特點(diǎn)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行，其貢獻(xiàn)也不盡相同:固定電容器組在風(fēng)電運(yùn)行中按照一定的順序進(jìn)行分組投入或切出，能夠?qū)⑽囱a(bǔ)償前較低的功率因數(shù)提高到0.98左右，由于其成本低，應(yīng)用廣泛，但因調(diào)節(jié)不連續(xù)、響應(yīng)速度慢，很難滿足風(fēng)機(jī)無(wú)功功率隨機(jī)快速變化的需要；靜止無(wú)功補(bǔ)償器由多組可投切電容器、快速可調(diào)整容量的電抗器以及各次諧波濾波裝置組成，響應(yīng)速度快，能迅速跟蹤負(fù)荷而變化無(wú)功的大小和方向，在一定程度上穩(wěn)定由風(fēng)速引起的波動(dòng)電壓，提高電能質(zhì)量，但電壓低時(shí)仍無(wú)法

17、提供所需的無(wú)功支持，其在風(fēng)電系統(tǒng)中的接入方式如圖3.1所示；圖3.1 風(fēng)力發(fā)電動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置控制框圖 靜止無(wú)功發(fā)生器是基于電力電子技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合的一種產(chǎn)品，它通過(guò)與系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功功率交換，以維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，與靜止無(wú)功補(bǔ)償器相比，它的無(wú)功電流輸出可以在很大的電壓變化范圍內(nèi)恒定，在電壓低時(shí)仍能提供較強(qiáng)的無(wú)功支撐，并且可從感性到容性全范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。從以上各種無(wú)功裝置的比較可以看出電力電子技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，但成本高是限制其廣泛應(yīng)用的一個(gè)障礙。 3.2 電力電子變換器。 如圖3.2.1所示，帶有可變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)電力電子變換器被連接至電網(wǎng)。圖3.2.1 直接并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 此

18、變換器目前多采用雙PWM控制的交直交變換形式，其典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3.2.1所示。 電網(wǎng)側(cè)變換器 直流電容 電機(jī)側(cè)變換器 圖3.2.2變換器典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)利用安裝于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)端的速度檢測(cè)器得到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差頻率信號(hào)，并通過(guò)該信號(hào)控制調(diào)制波的頻率，同時(shí)利用PWM調(diào)制技術(shù)控制變流器開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制變流器輸出電壓的幅值與相位。這種變換器相當(dāng)于在電機(jī)軸速和電網(wǎng)頻率之間提供一個(gè)軟連接。由于采用了電力電子技術(shù)，不僅可以進(jìn)行有功和無(wú)功的獨(dú)立控制，保證在風(fēng)速變化的情況下，可以向電網(wǎng)輸送高質(zhì)量電能，同時(shí)雙饋電機(jī)變流器的諧波含量只占整個(gè)系統(tǒng)的一小部分，降低了相應(yīng)的濾波器容量和成本。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制設(shè)備包含非常有效的發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)特性的算法，在此過(guò)程中，由風(fēng)波動(dòng)引起的過(guò)量和缺乏的能量?jī)?chǔ)存在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量中。這可以消除風(fēng)力發(fā)電廠短期波動(dòng)，有利于維持電網(wǎng)連接點(diǎn)的電壓質(zhì)量。電力電子變換器的控制算法可連續(xù)地調(diào)整電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)提供的無(wú)功功率，與所產(chǎn)生的有功功率無(wú)關(guān)。電力電子變換器消除了發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間的直接耦全。因此可以在電網(wǎng)故障期間保持風(fēng)場(chǎng)與電網(wǎng)連接并向電網(wǎng)提供能量，而不對(duì)電機(jī)造成不利后果。通過(guò)對(duì)某配電網(wǎng)的研究，證明了經(jīng)電力電子裝置接入電網(wǎng)的變速機(jī)在適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)作用下，能夠減輕由風(fēng)速變化引起的電壓波動(dòng)和諧波問(wèn)題，而且指出先進(jìn)的變換器技術(shù)有助于系統(tǒng)進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。