各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹市公開課一等獎省賽課獲獎?wù)n件

各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹/10/10各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第1頁

內(nèi)容提要失速型異步發(fā)電機(jī)組雙饋型變速恒頻發(fā)電機(jī)組雙饋無刷發(fā)電機(jī)組異步鼠籠發(fā)電機(jī)+四象限變流器機(jī)組低速永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)組中速半直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)組各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第2頁

內(nèi)容提要高速永磁發(fā)電機(jī)組中速、高速電勵磁式同時發(fā)電機(jī)組直驅(qū)型電勵磁式同時發(fā)電系統(tǒng)機(jī)組復(fù)合勵磁發(fā)電機(jī)組齒輪箱速比可調(diào)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)組多發(fā)電機(jī)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第3頁結(jié)構(gòu)a風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)形式針對當(dāng)前國際市場上和一些研究部門研究結(jié)果，按照機(jī)組選取驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)、發(fā)電機(jī)和功率變送裝置不一樣，大致可劃分為以下幾個結(jié)構(gòu)形式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。結(jié)構(gòu)a：此結(jié)構(gòu)為20世紀(jì)80年代、90年代丹麥制造商普遍慣用結(jié)構(gòu)，上風(fēng)向，失速調(diào)整，三葉片，采取籠型感應(yīng)發(fā)電機(jī)、電容無功功率賠償裝置和軟開啟裝置。各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第4頁結(jié)構(gòu)b結(jié)構(gòu)b：采取全容量頻率變換器替換電容無功功率賠償和軟開啟裝置，使機(jī)組能夠變速運(yùn)行。各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第5頁結(jié)構(gòu)c結(jié)構(gòu)c：這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用于繞線轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)，20世紀(jì)90年代被Vestas所采取，稱為“優(yōu)化滑差”（Optislip）技術(shù)，基本思想是經(jīng)過控制轉(zhuǎn)子外部串接電子變換裝置，到達(dá)調(diào)整轉(zhuǎn)子電阻目標(biāo)，優(yōu)化機(jī)組滑差運(yùn)行范圍在10%左右。機(jī)組可在一定滑差范圍內(nèi)變速運(yùn)行。各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第6頁結(jié)構(gòu)d結(jié)構(gòu)d：這種結(jié)構(gòu)適合用于繞線轉(zhuǎn)子雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)，采取頻率變換器直接控制轉(zhuǎn)子繞組電流，到達(dá)控制發(fā)電機(jī)功率輸出目標(biāo)，采取頻率變換器為發(fā)電機(jī)額定功率20%～30%容量。這種概念引進(jìn)有兩個優(yōu)點(diǎn)：較之優(yōu)化滑差調(diào)整變速范圍加寬，較之全容量功率變換器成本降低。機(jī)組可在30%滑差范圍內(nèi)變速運(yùn)行。各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第7頁結(jié)構(gòu)e結(jié)構(gòu)e：這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用在離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上較普遍，無齒輪箱式永磁發(fā)電機(jī)，2～3葉片上風(fēng)向，經(jīng)過整流橋給電池充電。由ABB提出應(yīng)用此種結(jié)構(gòu)，采取多極3.5MW永磁發(fā)電機(jī)，二極管整流橋產(chǎn)生21kV直流電壓，采取輕型直流輸電（HVDCLight）技術(shù)輸送電能。各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第8頁結(jié)構(gòu)f結(jié)構(gòu)g結(jié)構(gòu)f：這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用不普遍，原因有：需要外部勵磁電路，需要滑環(huán)，機(jī)組安全控制更復(fù)雜。結(jié)構(gòu)g：這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用也不普遍，原因是功率變換器需四象限運(yùn)行。各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第9頁結(jié)構(gòu)h結(jié)構(gòu)h：這種結(jié)構(gòu)采取多極同時發(fā)電機(jī)，不需齒輪箱傳動，Enercon和Lagerwey風(fēng)機(jī)制造商機(jī)組有采取此種技術(shù)?？傊?，結(jié)構(gòu)a屬傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)概念，不支持變速運(yùn)行外，其它結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都可變速運(yùn)行。各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第10頁失速主動失速各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第11頁水平軸立軸各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第12頁

失速型異步發(fā)電機(jī)組各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第13頁各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第14頁雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)：各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第15頁各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第16頁各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第17頁雙饋無刷發(fā)電機(jī)型：各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第18頁

雙饋無刷發(fā)電機(jī)：各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第19頁異步鼠籠發(fā)電機(jī)+四象限變流器各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第20頁各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第21頁1）經(jīng)過改變定子側(cè)同時頻率方式實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電；2）無滑環(huán)，可靠運(yùn)行，長壽命，適合于海上風(fēng)電場；3）發(fā)電機(jī)價格低廉；4）低速時可電動運(yùn)行.各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第22頁直驅(qū)型各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第23頁各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第24頁直驅(qū)型控制圖各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第25頁半直驅(qū)型●

一級行星齒輪箱9:1●

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速：190rpm●

極數(shù)：72極各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第26頁

半直驅(qū)型各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第27頁高速永磁發(fā)電機(jī)型各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第28頁ABB高速永磁發(fā)電機(jī)組各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第29頁各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第30頁frequencyconverterAdvancedsolution:PMgeneratorwithhigh

speedspeedgearsynchronousgenerator

(speedtypically1000...rpm)gearboxpitchdriverotorbearingwindturbinecontrolconvertercontrolDCgeneratorsideconverterlinesideconverter10...24kV,f=50Hzor60Hz

linecouplingtransformermaincircuitbreakerbrakemediumvoltageswitchgear各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第31頁Advancedsolution:PMgeneratorwithhighspeedgearMechanicallyidenticaltomainstreamsolutionsNoslipringsTypically6or8poleGeneratorspeedtypically1000…rpmLowgeneratorweight,compactdesignHighefficiencygenerator各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第32頁Starconnection,possiblesolutionforwindfarms

filtermainconverter15...30MWDC-linki.e.3...5kVor18...24kVorlowfrequencymaincontrolcenterdatabus10...24kVf=50Hz

or60HzlinecouplingtransformerContainergeneratorsideconverter各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第33頁中速、高速電勵磁式同時發(fā)電系統(tǒng)各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第34頁各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第35頁低速直驅(qū)型電勵磁同時發(fā)電系統(tǒng)各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第36頁輸出電壓不能調(diào)整缺點(diǎn)永磁同時發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)成本高效率高結(jié)構(gòu)簡單，體積小無刷化，運(yùn)行可靠優(yōu)點(diǎn)電勵磁同時發(fā)電機(jī)缺點(diǎn)輸出電壓能夠調(diào)整調(diào)整方法成熟效率低結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大控制系統(tǒng)復(fù)雜復(fù)合勵磁同步發(fā)電機(jī)復(fù)合勵磁發(fā)電系統(tǒng)各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第37頁復(fù)合勵磁永磁同時發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)

1-轉(zhuǎn)軸2-軸承3-端蓋4-輔助電勵磁部分5-定子6-轉(zhuǎn)子

各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第38頁氣隙磁場可調(diào)，輸出電壓穩(wěn)定功率密度高，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，無刷適合應(yīng)用于無齒輪箱直驅(qū)或一級齒輪箱中速風(fēng)力發(fā)電各種風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)類型介紹第39頁齒輪箱速比可調(diào)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組