【視界】風電變流器的基本原理

在生活中我們會見到很多風力發電的設備，但不是每個人對風力發電設備特別瞭解，那麼今天我們就來學一下風電變流器的基本原理吧。

變流器採用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術，核心控制採用具有快速浮點運算能力的“雙DSP的全數字化控制器”；在發電機的轉子側變流器實現定子磁場定向矢量控制策略，電網側變流器實現電網電壓定向矢量控制策略；系統具有輸入輸出功率因數可調、自動軟併網和最大功率點跟蹤控制功能。功率模塊採用高開關頻率的功率器件，保證良好的輸出波形。這種整流逆變裝置具有結構簡單、操作方便、諧波含量少的特點，可以明顯地改善雙饋異步發電機的運行狀態和輸出電能質量。這種電壓型交-直-交變流器的雙饋異步發電機勵磁控制系統，實現了基於風機最大功率點跟蹤的發電機有功和無功的解耦控制，是目前雙饋異步風力發電機組的一個代表方向。

雙饋型風力發電系統結構圖是由風輪機、齒輪箱、變槳結構、偏航機構、雙饋電機、變流器、變壓器、電網等構成。其工作過程為：當風吹動風輪機轉動時，風輪機將其捕獲的風能轉化為機械能再通過齒輪箱傳遞到雙饋電機，雙饋電機將機械能轉化為電能，再經變流器及變壓器將其併入電網。通過系統控制器及變流器對槳葉、雙饋電機進行合理的控制使整個系統實現風能最大捕獲，同時，通過對變槳機構、變流器及Crowbar保護電路的控制來應對電力系統的各種故障。

雙饋異步發電機的定子與轉子兩側都可以饋送能量，由於轉子側是通過變頻器接入的低頻電流起到了勵磁作用，因此又名交流勵磁發電機。雙饋異步發電機主機結構特點是：定子與一般三相交流發電機定子一樣，具有分佈式繞組；轉子不是採用同步發電機的直流集中繞組，而是採用三相分佈式交流繞組，與三相繞線式異步機的轉子結構相似。正常工作時，定子繞組併入工頻電網，轉子繞組由一個頻率、幅值、相位都可以調節的三相變頻電源供電，轉子勵磁系統通常採用交-直-交變頻電源供電。

功率模塊採用高開關頻率的IGBT功率器件，保證良好的輸出波形。這種整流逆變裝置具有結構簡單、諧波含量少等優點，可以明顯地改善雙饋異步發電機的運行狀態和輸出電能質量。這種電壓型交-直-交變流器的雙饋異步發電機勵磁控制系統，實現了基於風機最大功率點跟蹤的發電機有功和無功的解耦控制，是目前雙饋異步風力發電機組的一個代表方向。

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