2023风力发电技术培训.pptx

风力发电技术培训;风力发电机系统;风力发电机系统;§5.1 风力发电机组分类 ;直驱风力机;（4）按发电机分类 异步型：笼型单速异步发电机、笼型双速变极异步 发电机；绕线式异步发电机。 同步型：电励磁同步发电机；永磁同步发电机。 （5）按并网方式分类 并网型：直接或间接并入电网，可省却储能环节。 离网型：需配储能环节，也可与柴发、光伏并联运行。 按功率调节方式分：定桨距（失速型)、变桨距 按叶轮转速是否恒定分： 恒速发电机、变速发电机 其它机型：主动失速型、无齿轮箱型;§5.2 风力机基本型式;§5.2 风力机基本型式;§5.2 风力机基本型式;萨瓦里欧斯式风力机;§5.2 风力机基本型式;§5.2 风力机基本型式;风力发电机系统的分类：;三要素： （1）同步发电机 （2）调速器 （3）励磁调节器;同步风力发电机的定、转子结构;同步风力发电机的并网条件: 发电机输出的三相交流电压与电网电压应满足四同条件，即： “同相序、同幅值、同频率、同相位” 同相序：由正确的旋转方向保证 同幅值：由励磁调节器自动保证 同频率：由调速器保证，桨距调节可用作并网调速器 同相位：由调速器微调实现;同步风力发电机系统的主要问题: （1）并网问题：并网控制复杂，对调速器要求过高，并网过程长，成功率较低，冲击电流不易控制，不适合于频繁脱、并网的风力发电机。 （2）运行问题：转子转速受电网频率的钳制，发电机呈现刚性机械特性。转子受到的冲击应力大，电磁功率波动快，风力机的风能转换率偏低。 （3）过载问题：高风速时，对变桨调节的动态响应要求高，无法利用转子惯量缓冲。留给过速保护的响应时间太短。 恒速恒频同步风力发电机系统极少被采用！;三要素： （1）异步发电机 （2）调速器 （3）无功补偿器;恒速恒频笼型异步风力发电机系统;笼型异步风力发电机的工作原理—旋转磁场 向对称三相绕组中通入对称三相交流电流，可形成行波磁 场； (2) 如果绕组分布在圆周上，则行波磁场为旋转磁场； (3) 旋转磁场在一个圆周内，呈现出的磁极（N、S极）数目 称为极数，用2p表示。 (4) 旋转磁场的转向取决于三相电流的相序，转速n1取决于电流的频率f 和极对数p：;笼型异步风力发电机的工作原理—电磁感应 （1）定子三相电流产生旋转磁场，以同步转速n1 旋转 （2）旋转磁场在转子导条中产生感应电动势e 和电流i （3）i 在磁场中受力f，产生电磁转矩T （4）若转子以转速n>n1, 向n1的方向旋转， T 为制动转矩转差 率: 同步转速n1与转子转速 n 的差与同步转速n1的比值， 称为转差率，用s表示，即:;恒速恒频笼型异步风力发电机系统;笼型异步风力发电机系统的特点: （1）无功补偿：发电机励磁消耗无功功率，皆取自电网。 应选用较高功率因数发电机，并在机端并联电容； （由于负荷经常变动，固定电容难以做到完全补偿。 可能出现过补或欠补现象，造成电网电压浮动。可 考虑在变电站加装可控无功补偿装置SVC） （2）软并网： 并网瞬间与异步电动机起动相似，存在很大 的冲击电流，应在接近同步转速时并网，并加装可控 硅软起动限流装置；;（3）过载能力：发电机的机械特性曲线较硬，允许转子转 速变动范围小，导致风力机的风能转换率偏低。风速 不稳时，风电机组容易受到冲击机械应力； （软特性发电机的转子损耗较大，发热严重） （4）高效轻载：绝大部分时间处于轻载状态，要求发电机 的效率曲线平坦，在中低负载区效率较高。可考虑在 轻载区，将定子绕组由角接改为星接，降低铁耗。;笼型双速异步风力发电机系统的特点 （1）变极双速笼型异步风力发电机方案 在同一台发电机的定子铁心中，埋设两套不同极对数的电 枢绕组（通常为4/6极）。根据需要，可在两套绕组切换，以获得合适的运行转速。高速绕组角接，低速绕组星接，以降低轻载运行时的铁心磁密和损耗。 （2）大、小电机方案： 采用两台不同容量、不同极对数的单速笼型异步发电机同 轴串联。高速发电机角接，低速发电机绕组星接。根据需要， 可在两套绕组切换。与变极双速方案相比，小电机的负荷率较 高，发电效率更高。;恒速恒频RCC异步风力发电机系统 RCC：Rotor Current Control，转子电流控制 定义： 转子电流控制技术是指通过电力电子开关和脉宽调制 （PWM）来控制绕线型异步发电机转子电流的一项技术。 系统的结构特征： （1）采用变桨风力机； （2）采用绕线型