双馈风力发电机及其发电系统

双馈风力发电机及其发电系统

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双馈风力发电机及其发电系统

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（兰州电机有限责任公司．兰州７３００５０

摘要阐迷Ｔ杖馈风力发电机殪其风电系统的工作原理、特性曲线厦特点。指出．谊茉境与

普通风ｊ＇发电景统相比，在风力资源的充分利用方面更具优势，大大拓宽７风速的可利用范围．对提高风电场发电能力具有重要的意义。

关键词盟馈电机风力发电风电场

０引言

值、相位和相序都可以调节的独立的交流电

目前采用的风力发电系统大都为单容量输出．电机采用定速笼型异步发电机。由于受风速变化的影响，这种风电系统年工作时间较短。本文将介绍另一种风力发电系统——双馈风力发电机发电系统。１双馈风力发电机的工作原理

见图１．双馈调速系统是指利用绕线型电机将电能分别馈入感应电机的定子绕组和转子绕组。通常，定子绕组接入工频电源，通过转子上的集电环将转子绕组接到频率、幅

圈１双馈风力发电机原理围

嚣

电路

图２双馈风力发电机系统愿理田

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源。如果改变转于绕组电源的频半、幅值、相位和相序．就可以调节感应电机的转矩、转速和电机定子侧的无功功率．根据工况要求可使电机在亚同步转速、超同步转速区内运行。２双馈风力发电机系统

双馈风力发电机系统原理图见图２。与定桨距、变桨距，异步发电机基本恒速运行的风电机组相比，舣馈风力发电机具有以下特点：

①根据实际风速，通过变桨距使叶片工作在最佳频率上‘图３），同时满足电网频率：

｝ｔ一｝。主｛ｋ

将电磁功率产牛的电能馈入电网（约占７ｓ“左右），转子绕组经变频器将转差功率电能馈人电网（约占２５％左右）。实际发电功率为（１＋ｌＳＪ）倍电磁功率（图５）。

同步运行发电。ｌ００％的电能通过定子绕组馈入电网，转子绕组仪提供电机的励磁部分。

亚同步发电区（低负荷区）。定子绕组将电磁功率产生的电能馈入电网，同时电网通过变频器为转子绕组提供转差功率。实际发电功率为（卜一１Ｓ１）倍电磁功率（图６），这里ｓ为电机转差率．图中Ｐ。为电磁功率。

（超同步时取一，亚同步时取＋）

其中：＾是主轴转动的机械频率，厂Ｒ是电机工作的转差频率。

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圈５叶片最佳工作曲线频率

凡是电功率

②相对应的风力机功率曲线分布如图４所示。

田６亚同步发电区

④变频器容量取决于最大转差功率。根据实际风速和风力机工作的特点．风．力机转

围４风力机功率曲线分布田

速的范围并不是十分宽，一般选择额定风速的ｏ．７～１．３倍就足够了．电机的最大转差一般为士３５％，双馈电机的变频器最大容量仅为发电机功率的１／４～１／３。

国，超同步区，固：同步点 固：重同步区．③在不计各部分损耗的情况下，不同运行状态（图４）的发电机功率传递关系不同。

超同步发电区（额定运行区）。定子绕组

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５双馈电机的适用范围

双馈电机的适用范围为：

４结语

综上所述，烈馈电机（ｄｏｕｂｌｅ—ｆｅｄｎｍｃｈｉｎｅ）是将绕线型异步电机通过集电环与变

频器（１ＧＢＴ或ＩＧＣＴ）相连，实现电能的转

转差率：±２５％（最大土３５％）

功率因数：０．９（滞后）～（】～０９５）（超

前）

功率：３００～３０００ｋｗ

电压：４００～６９０Ｖ（６ｋＶ、１０ｋＶ亦可）

换。这种技术非常通用于风力发电系统，是当今世界风力发电的趋势。

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