变速恒频风力发电技术综述

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1、·电气技术与自动化·王冠琰，等·变速恒频风力发电技术综述变速恒频风力发电技术综述王冠琰，李娜。(1．江苏省宝应职业教育中心校，江苏扬州225800；2．中国矿业大学，江苏徐州221008)摘要：风力发电正在以前所未有的速度发展，变速恒频风力发电是一门新技术。简要介绍了风力发电机的组成和分类。通过和恒速恒频风力发电机进行比较，分析了变速恒频风力发电技术的优点。比较了几种适适用于变速恒频风力发电的发电机组，对各自的原理进行了比较详细的阐述。最后展望了风力发电的前景。关键词：风力发电；风力机；变速恒频；发展趋势中图分类号：TK8文献标志码：B文章编号：167

2、1_5276(2010)O1-0153-04TechnologyofVariable-SpeedConstantFrequency(VSCF)WindPowerGenerationWANGGuan—yah，LINa(1．JiangsuBaoyingVocationalEducationCenter，Yangzhou225800，China；2．ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：Windpowergenerationisgrowingatanunprecede

3、ntedrate，andvariablespeedconstantfrequencywindpowergenerationisanewtechnology．Thispaperbrieflyintroducesthecompositionandclassificationofthewindturbine，ascomparedwithconstantfrequencyconstantspeedwindpowergenemtor，analyzestheadvantagesofVSCFwindpowergenemtiontechnology．bycompari

4、-sonwithseveralkindsofgeneratorssuitableforvariablespeedconstantfrequencywindpowerunits，describeseachprincipleinmoredetailandatlast．presentstheprospectofwindpowergeneration．Keywords：windpower；windturbine；VSCF；developmenttrend电机，并网后发电机磁场旋转速度由电网频率所固定，异0引言步发电机转子的转速变化范围很小，转差率一般为3％一5

5、％，故属于恒速恒频风力发电机。随着世界经济的深入发展和国际工业化进程的加快，恒速恒频风力发电机的主要缺点有以下几点：一是风世界各国对能源的需求越来越大，能源消耗的速度持续增力机转速不能随风速而变，从而降低了对风能的利用率；长，煤炭、石油等常规能源逐渐枯竭。为了缓解能源危机，二是当风速突变时，巨大的风能变化将通过风力机传递给人类越来越重视可再生能源的利用，而风能作为一种取之主轴、齿轮箱和发电机等部件，在这些部件上产生很大的不尽、清洁无污染、具有大规模开发利用前景的能源，是可机械应力；三是并网时可能产生较大的冲击电流。再生能源中最廉价、最具潜力的“绿色能源

6、”。风力发电变速恒频风力发电技术是目前国内外风力发电技术是利用风能的一种有效形式，它将风能通过风力机的转动的最优化方案，这是20世纪70年代发展起来的一种新型转化为可方便使用的电能。利用风能发电以其“环保、节发电方式，它将电力电子技术、矢量变换控制技术和微机能”的特点日益引起众多国家的高度重视。信息处理技术引入发电机控制之中，获得了一种全新的、高品质的电能获取方式。风力机采用变速运行，即风力机1变速恒频风力发电技术的优点叶轮随风速的变化改变其旋转速度，因而保持基本恒定的最佳叶尖速比和最大的风能利用系数。相对于恒速运行风力发电机主要由风力机、发电机和其他

7、辅助部件组方式，变速运行具有如下优点：成。大中型风力发电机组大多采用异步发电机，因为它制a)风能转换效率高。变速运行风力机以最佳叶尖速造简单，并网容易，励磁功率可直接从电网中获得。风力比、最大功率点运行，提高了风力机的运行效率，与恒速恒机组主要有两种类型：定桨距失速型风力机和变桨距风力频风电系统相比，理论上年发电量一般可提高20％以上。机。定桨距失速型风力机利用风轮叶片翼型的气动失速变速运行的风力机不但年运行小时数较高，而且输出功率特性来限制叶片吸收过大的风能，功率调节由风轮叶片来上限也比恒速运行的风力机要高。完成，对发电机的控制要求比较简单。这种风力

8、机的叶片b)变机电动力系统间的刚性连接为柔性连接。当风结构复杂，成型工艺难度较大。而变桨距风力