发电机在风力发电系统中的应用

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1、万方数据2∞9。N04大电枧技术1概述发电机在风力发电系统中的应用王晓雪(厦门大学自动化学院，福建厦门361005)【籀要】电极是鲢力发电系统串关键酶邦绺，不同型式的电视决定了风力发电系统不同的缕拷型式及其控铡逻辑。文中从不同的角度对此迸行了分析比较。异步机其有变速恒频、所需变颇器功-gg-／l,的特点，因而褥到了广泛应用。随着永磁体性能的提高及价格的大幅降低，永磁同步机将会是下—代风力发电系统应用的主流机型。【关键词】娥方发电槐；双馈电枕；同步电槐[中图分类号】1M315【文献标议码】B[文章

2、编号】1000-3983(2009)04-0027-03ApplicationsofGeneratorsinWindTurbineUnits磔楚运GXiao-xue(AutomationInstitute。XiamenUniversity,Xiamen361005，China)Abstract：Electricmachineisoneofthekeycomponentsinwindturbineunits．Differenttypesofelectricmachineswillleadtodif

3、ferenttypesofwiBdturbinesanddifferentcontrolmethodologies。Itisdescribedindetailsinthispaper．Inductiongeneratortailkeepfrequencyconstantwhenspeedisvariable，andrequiressmallerconverteronly．Itiswidelyusedinwindturbineunits．Withthedevelopmentofpermanentm

4、agnetbothinperformanceenhancementandpricereduction,PMgeneratorwiflbetheleadingtypeinnextgenerationturbines．Keywords：windturbinegenerator；doublyfedinductiongenerator；synchronousmachine1957年Gedser200kW风力机的诞生标志着现代风力发嗽系统发展的开始，它奠定了现代风力机发展的雏形：水平轴、三睁片、下风向。通

5、过近∞年的发展，风力机发电系统已经从定浆定速发展成变浆变速恒频的现代化风力发电系统。风力发电枧的单机容量也从20涯w发展到2MW、3MW，甚至5MW。电机作为风力发电系统中的主要部件之一，发电机的运行性能极大她影响羞风力发电系统运行的可靠性及经济性能。人们为此投入极大的入力物力采开发新型的电机。不同型式的电机决定了风力发电系统不月的结构型式及其控制逻辑，如图l所示。最早在风力发邀系统应用的电机为笼鹫异步电机。扶1993年起，少数生产厂商用同步电机替代了异步电机，一些生产厂商引进了绕线式转子绕组异

6、步电机。结构l-a在翠期的风力发电系统中得到了广泛应用，结构1-d是当代风力发电系统的盎流机型。在结构l-d中，绕线式电机称作双馈异步蓉规。2风力发电系统中应用的电机种类及比较毽2列出了各种电机的类型。深色表示已在风力枧中得到了应用，浅色表示．破在研究开发中。表l和表2对它们进行了院较。异步电机根据转子绕组的结构不同可分为两类：笼型及绕线型。从风力发电系统的商业应用开始，异步电视一盔是风力发电系统中的主导电机。它最主要的优点是，当风速在一定范围波动时，完全靠自身就能保持频率恒定。其主要缺点是，需

7、要靠电网电源励磁。双馈电枧囱手转子侧接有变频器，依靠变频器的控制调节能向电网输出不同的无功，故而得到了广泛应用。随着现代电力电子技术的发展，永磁体性能的提高及其价格的大幅降低，永磁同步电机征得到越来越广泛的注意。可以预计它将是下一代的主流机型。3结论异步电机具有本身可以变速的特点，因而在风力发电系统中得到了广泛应用。小容量的风力发电系统(700kW以下)基本以鼠笼型电机为主。在大型风力发电系统巾(MW级)，双馈电机是目前商业运行风力发电系统应用的主导视鍪。这是由其本身的特点决定的：变速恒频，宽的

8、运行速度范围，高的效率，并蔼向电掰{鼹供无功支持。由予变频器接在转子侧，所万方数据发电机在风力发电系统中的应用2009．№4需容量仅为整机功率的l／3。其缺点是由于变频器产生转子集电环系统的维护，成为其稳定运行的关键。的轴电压对电机的轴绝缘及其接地可靠性的影响，以及电祝蛩式转子型式风力发电聚统结拇异步电机绕线型阉步毫橇永磁型绕线整图1异步电瑰及露步毫概在藏力发魄系统孛魏应震万方数据2009．№4大电机技术图2风电电机的种类表1异步电机与永磁同步电机的比较表2永磁同步电机与电励磁同步电机的比较(下