《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課件-12.變流器

風(fēng)力機(jī)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)變流器

風(fēng)力發(fā)電需要解決的控制問題

風(fēng)力發(fā)電中，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時，要求風(fēng)電頻率和電網(wǎng)頻率保持一致，即保持頻率恒定。解決方法：1.恒速恒頻：保持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，從而得到恒頻的電能。

問題：風(fēng)能與風(fēng)速三次方成正比，風(fēng)速時刻變，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，風(fēng)能利用效率低。2.變速恒頻：風(fēng)力發(fā)電機(jī)隨風(fēng)速作變速運(yùn)行，能輸出恒頻交流電，且能提升風(fēng)能利用效率，前提是必須增加恒頻輸出的電力電子設(shè)備。

變速恒頻運(yùn)行解決方案雙饋異步發(fā)電機(jī)+部分功率變流器永磁同步發(fā)電機(jī)（直驅(qū)式）+全功率變流器

變流器是實現(xiàn)電能傳輸、變換、控制的電力電子器件，常見的變流器有“交—直—交”和“交—交”變流器。變流器交流——交流：變壓變壓器、變頻器、移相器交流——直流：整流整流器直流——交流：逆變逆變器直流——直流：斬波直流斬波器直流輸電：輸電損耗小，升降壓復(fù)雜，基站成本高交流輸電：輸電損耗大，升降壓方便變流器

容量小、成本低：部分變流器，一般占發(fā)電機(jī)組額定功率30%左右，體積小重量輕，成本低。

低風(fēng)速時，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子繞組通過變流器向發(fā)電機(jī)饋入勵磁功率，發(fā)電效益較低；高風(fēng)速時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組向換流器輸出勵磁功率，發(fā)電效益高。定子側(cè)直接與電網(wǎng)相連，風(fēng)機(jī)對電網(wǎng)波動較敏感，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時，容易出現(xiàn)跳閘脫網(wǎng)。雙饋風(fēng)力機(jī)變流器特點

需設(shè)置全功率變流器，即變流器容量按風(fēng)力機(jī)額定功率設(shè)計，體積大、重量大、成本高。直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)變流器安裝在定子繞組和電網(wǎng)之間，功率輸送是單向的，即只能從發(fā)電機(jī)定子繞組流向電網(wǎng)。在電網(wǎng)異常或故障情況下，變流器的兼容能力更強(qiáng)。直驅(qū)式風(fēng)力機(jī)變流器特點變流器系統(tǒng)變流器系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)模塊網(wǎng)側(cè)濾波器機(jī)側(cè)模塊機(jī)側(cè)濾波器Chopper模塊軟啟回路