浅谈电力电子技术在风力发电系统中应用

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1、浅谈电力电子技术在风力发电系统中应用摘要：随着社会的发展，人们对于环境的关注越来越高，传统火力发电技术由于高污染，不可再生而逐渐饱受诟病。风力发电由于其低碳特点，加之具有宽广的商业前景而受到了越来越多的重视。在风力发电系统中，电力电子技术由于其诸多优点取得了广泛的应用，本文中对于电力电子技术在风力发电系统中的应用进行了探讨，并对于电力电子技术在风力发电系统中的普及起到了一定的指导作用。关键词：电力电子技术；风力发电系统；Abstract:withthedevelopmentofsociety,p

2、eopleforenvironmentalconcernsmoreandmorehigh,thetraditionalfirepowertechnologywithhighpollution,cannotrenewableandhasgraduallyreviled.Windpowerbecauseofitslowcarboncharacteristics,inadditionhasthebroadcommercialprospectsaremoreandmoreattention.Inthew

3、indpowersystems,powerelectronictechnologybecauseofitsmanyadvantagesmadeextensiveuse,thisarticleforpowerelectronictechnologyinwindpoweroftheapplicationofthesystemisdiscussed,andforpowerelectronic7technologyinwindpowersystemsinpopularhassomeguidingrole

4、.Keywords:powerelectronictechnology;Windpowergenerationsystem;中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：0、引言风能具有污染低，可再生的特点，因此，风能的开发利用对于解决目前能源紧张，污染严重的现状起到了非常重要的作用。但是在风力发电系统之中，输电、控制等都有较高的要求，对于传统的电子器件都提出了很大的挑战，电力电子技术相对传统技术有诸多优点，其在风力发电中的应用对于普及风力发电、解决目前的困难障碍将起到不可忽视的作用。1、应用于

5、风力发电系统中的电力电子器件介绍好的器件是电力电子技术在风力发电系统中普及应用的前提。在风力发电系统中，应用较为广泛的主要有以下几个：（1）IGBTIGBT是风力发电中的主要功率器件。其电压源换流器拥有关断电流的能力，可用PWM技术来完成无源逆变，这有利于直流输电向无交流电源的负荷点送电。不过，由于风力发电时风速的不稳定，这就导致了在风力发电时IGBT7模块温度会有较大的波动，会使得芯片与铜底片之间以及铜底片和基板之间的焊接部分承受大量的周期性的热-机械应力。针对这些特点，目前基于IGBT的“H

6、”型SPWM逆变器在风力发电中得到了广泛的应用。通过控制它的开关波形，可以对输出电流进行有效地控制，此外，改变它的初始角度，可以使逆变器以功率因数为1的方式向电网输送能源，对于改善使谐波因数、畸变因数有良好的效果。（2）交直交变频器在变速恒频风力发电系统中，需要变频装置来完成由发电机到电网的能量传递。交直交变频器有效地克服了交交变频器的输出电压谐波多，输入侧功率因数低，使用功率元件数量多等缺点，易于控制策略的实现和双向变流，特别适合变速恒频双馈电机风力发电系统和无刷双馈电机风力发电系统。此外，海

7、上风电场采用电力电子变频器能够实现有功和无功的控制，使风电机组运行在变速状态以捕获最大的风能同时降低机械应力和噪音。（3）矩阵变换器矩阵式变换器是电力电子技术研究的热点之一，在风力发电系统中有着宽广的应用前景。它是新型的交－交电源变换器。可以实现交流电诸参数（相数、相位、幅值、频率）的变换。相对于风力发电系统中传统的变换器，通过调节其输出频率、电压、电流和相位，以实现变速恒频控制、最大风能捕获控制、以及有功功率和无功功率的解耦控制等。72、电力电子技术在风力发电系统中的应用2.1在风力发电机系统

8、中电力电子技术的应用在03年以前，风力发电中发电机系统主要是失速或者主动失速控制。不过由于这种发电机输出的功率不稳定，已经逐渐不能够满足人们的要求。基于电力电子技术的变速恒频风力发电机系统很好的改变了这种局面。目前，主要的技术是变速恒频变桨距调节系统(DFIG)，它配有双馈感应电机，其优点是不需要静止无功补偿器，这不仅节约了电能，还能够提升输电的质量。图1双馈风力发电机此外，电力电子变换器与多级同步电机组成的变速变桨距调节系统目前在风力发电中也被应用的较多，它的优点是不需要变速箱，优化了风力发电