風力發(fā)電機的主要類型

1、風力發(fā)電機主要類型2013021611:36:31|分類：風力發(fā)電機|字號訂閱根據(jù)風力發(fā)電機的運行特征，風力發(fā)電機可分為恒速風力發(fā)電機恒速風力發(fā)電機(Fixedspeedgenerat)、有限變速風力發(fā)有限變速風力發(fā)電機電機(Limitedvariablespeedgenerat)和變速風力發(fā)電機變速風力發(fā)電機(Variablespeedgenerat)。1、恒速風力發(fā)電機、恒速風力發(fā)電機恒速風力發(fā)電機系統(tǒng)如下圖所示，采用了籠型異步發(fā)電

2、機發(fā)電機通過變壓器直接接入電網(wǎng)。因為籠型異步發(fā)電機只能工作在額定轉速之上很窄的范圍內(nèi)所以通常稱之為恒速風力發(fā)電機。并網(wǎng)運行時異步發(fā)電機需要從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率以產(chǎn)生旋轉磁場這惡化了電網(wǎng)的功率因數(shù)易使電網(wǎng)無功容量不足影響電壓的穩(wěn)定性。為此一般在發(fā)電機組和電網(wǎng)之間配備適當容量的并聯(lián)補償電容器組以補償無功。由于籠型異步發(fā)電機系統(tǒng)結構簡單、成本低且可靠性高比較適合風力發(fā)電這種特殊場合在風力發(fā)電發(fā)展的初期籠型異步發(fā)電機得到了廣泛的應用有效地促

3、進了風電產(chǎn)業(yè)的興起?；\型恒速發(fā)電機系統(tǒng)籠型恒速發(fā)電機系統(tǒng)隨著風力發(fā)電應用的深入，恒速籠型異步發(fā)電機具有的一些固有缺點逐步顯現(xiàn)出來，主要是籠型異步發(fā)電機轉主要是籠型異步發(fā)電機轉速只能在額定轉速之上速只能在額定轉速之上1%1%~5%5%內(nèi)運行，輸入的風功率不能過大或過小，若發(fā)電機超過轉速上限內(nèi)運行，輸入的風功率不能過大或過小，若發(fā)電機超過轉速上限將進入不穩(wěn)定將進入不穩(wěn)定運行區(qū)運行區(qū)。因此，在多數(shù)場合需將2臺分別為高速和低速的籠型異步發(fā)電機組

4、合。使用以充分利用中低風速的風能資源。另外，風速的波動使風力機的氣動轉矩隨之波動，因為發(fā)電機轉速不變風力機和發(fā)電機之間的軸承、齒輪箱將會承受巨大的機械摩擦和疲勞應力。而且由于風力機的速度不能調節(jié)不能從空氣中捕獲最大風能效率較低.齒輪箱的存在增加了風力機的重量和系統(tǒng)的維護性影響了系統(tǒng)效率增加了噪聲。2、有限變速風力發(fā)電機、有限變速風力發(fā)電機有限變速風力發(fā)電機系統(tǒng)如下圖所示發(fā)電機采用繞線式異步發(fā)電機。繞線式異步發(fā)電機轉子外接可變電阻其工作原

5、理是通過電力電子裝置調整轉子回路的電阻從而調節(jié)發(fā)電機的轉差率使發(fā)電機的轉差率可增大至10%實現(xiàn)有限變速運行提高輸出功率。同時采用變槳距調節(jié)及轉子電流控制以提高動態(tài)性能維持輸出功率穩(wěn)定減小陣風對電網(wǎng)的擾動.然而由于外接電阻消耗了大量能量電機效率降低了.有些文獻也把這種發(fā)電系統(tǒng)稱為高轉差率異步發(fā)電機系統(tǒng)。繞線式有限變速發(fā)電機系統(tǒng)繞線式有限變速發(fā)電機系統(tǒng)【轉差率轉差率=（同步轉速（同步轉速異步轉速）異步轉速）同步轉速同步轉速】采取直驅方式發(fā)電

6、機運行在低速狀態(tài)其電磁轉矩相對較大同時發(fā)電機極對數(shù)較多意味著發(fā)電機的體積也較大.但由于省去了齒輪箱系統(tǒng)的效率和可靠性都得到了提高。變換器為全功率變換器在整個調速范圍能使并網(wǎng)電流平滑具有噪聲低、電網(wǎng)電壓閃變小及功率因數(shù)高等優(yōu)點。該系統(tǒng)主要缺點是系統(tǒng)成本較高功率變換器損耗較大。3.33.3、永磁同步發(fā)電機、永磁同步發(fā)電機永磁同步發(fā)電機永磁同步發(fā)電機(PermanentPermanentmagmagsynchronoussynchronous

7、generatgeneratPMSGPMSG)變速恒頻直驅風力發(fā)電系統(tǒng)結構如下圖所變速恒頻直驅風力發(fā)電系統(tǒng)結構如下圖所示它采用的電機是永磁發(fā)電機它采用的電機是永磁發(fā)電機無需外加勵磁裝置無需外加勵磁裝置減少了勵磁損耗；減少了勵磁損耗；同時它無需電刷與滑環(huán)同時它無需電刷與滑環(huán)因此具有效因此具有效率高、壽命長、免維護等優(yōu)點率高、壽命長、免維護等優(yōu)點。在定子側采用全功率變換器實現(xiàn)變速恒頻控制.系統(tǒng)省去了齒輪箱這樣可大大減小系統(tǒng)運行噪聲提高效率和

8、可靠性降低維護成本。所以盡管直接驅動會使永磁發(fā)電機的轉速很低導致發(fā)電機體積很大成本較高但其運行維護成本卻得到了降低。采用直接驅動永磁發(fā)電機具有傳動系統(tǒng)簡單、效率高以及控制魯棒性好等優(yōu)點因此具有越來越大的吸引力.目前已有多家公司可以提供商業(yè)化的多極永磁風力發(fā)電機系統(tǒng)如EnerconWinWind等公司.該系統(tǒng)的主要缺點是永磁材料價格較高且在高溫下易被去磁功率變換器容量與發(fā)電機容量相同變換器成本較高。永磁同步發(fā)電機直驅風力發(fā)電系統(tǒng)永磁同步發(fā)