新能源技术-风力发电2 樊

1、第第3章章风力发电风力发电 本章主要内容本章主要内容3.1 3.1 风的特性及风能利用风的特性及风能利用3.2 3.2 风力发电机组及工作原理风力发电机组及工作原理3.3 3.3 风力发电机组的控制策略风力发电机组的控制策略3.4 3.4 中国风电和世界风电中国风电和世界风电3.2 3.2 风力发电机组及工作原理风力发电机组及工作原理3.2.1 3.2.1 风力发电机组的结构及分类风力发电机组的结构及分类 1 1、风力发电机组的分类、风力发电机组的分类 风力发电机组的分类一般有风力发电机组的分类一般有3 3种，如下表所示。种，如下表所示。 从风轮轴的从风轮轴的安装型式安装型式按风力发电机按风力

2、发电机的功率的功率 按运行方式按运行方式 水平轴风力发电机组和垂直轴风力发水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组电机组 微型（额定功率微型（额定功率501000W）、小型（额）、小型（额定功率定功率1.010kW）、中型（额定功率）、中型（额定功率10100kW）和大型（额定功率大于）和大型（额定功率大于100kW） 独立运行和并网运行独立运行和并网运行 2 2、风力发电机组的结构、风力发电机组的结构 风力发电机组中，水平轴式风力发电机组是目前技风力发电机组中，水平轴式风力发电机组是目前技术最成熟、产量最大的形式；垂直轴风力发电机组因其效术最成熟、产量最大的形式；垂直轴风力发电机组因其效率低、

3、需起动设备等技术原因应用较少，因此下面主要介率低、需起动设备等技术原因应用较少，因此下面主要介绍水平轴风力发电机组的结构。绍水平轴风力发电机组的结构。 并网运行的大型并网运行的大型风力发电机组的基本风力发电机组的基本结构，它由叶片、轮结构，它由叶片、轮毂、主轴、增速齿轮毂、主轴、增速齿轮箱、调向机构、发电箱、调向机构、发电机、塔架、控制系统机、塔架、控制系统及附属部件（机舱、及附属部件（机舱、机座、制动器）等组机座、制动器）等组成。成。大型风力发电机组的基本结构大型风力发电机组的基本结构齿轮箱和变桨距系统的视频齿轮箱和变桨距系统的视频 风力机风力机 风力机又称为风轮，主要有水平轴风力机和垂直轴

4、风力机。风力机又称为风轮，主要有水平轴风力机和垂直轴风力机。1 1、水平轴风力机：、水平轴风力机： 旋转轴与地面呈水平状态旋转轴与地面呈水平状态 a.a.荷兰式荷兰式 b.b.农庄式农庄式 c.c.自行车式自行车式 d.d.桨叶式桨叶式 a)c)b)d)水平轴风力机水平轴风力机水平轴风力机的技术参数主要有：水平轴风力机的技术参数主要有： 风轮直径：功率越大，直径越大风轮直径：功率越大，直径越大 叶片数量：高速风力机叶片数量：高速风力机24片，低速风力机大于片，低速风力机大于4片片 风能利用系数：风能利用系数：0.150.5 起动风速：起动风速：35m/s 停机风速：停机风速：1535m/s 输

5、出功率：几十输出功率：几十W至几至几MW 2 2、垂直轴风力机：、垂直轴风力机： 旋转轴垂直于地面旋转轴垂直于地面 a.a.萨布纽斯式萨布纽斯式 b.b.达里厄式达里厄式 c.c.旋翼式旋翼式a)b)c)垂直轴风力机垂直轴风力机 风向改变时无需风向改变时无需对风对风 ，其设计、制造、，其设计、制造、安装、运行都比水平轴安装、运行都比水平轴风力机简单方便。风力机简单方便。 之前普遍认为垂直之前普遍认为垂直轴风力机自启动能力差，轴风力机自启动能力差，叶尖速比低，风能利用叶尖速比低，风能利用效率低，所以发展比较效率低，所以发展比较滞后。滞后。风力机的气动原理风力机的气动原理 现代风力机采用空气动力学

6、原理，就像飞机的机翼现代风力机采用空气动力学原理，就像飞机的机翼一样。风并非一样。风并非“推推”动风轮叶片，而是吹过叶片形成叶动风轮叶片，而是吹过叶片形成叶片正反面的压差，这种压差会产生升力，令风轮旋转并片正反面的压差，这种压差会产生升力，令风轮旋转并不断横切风流不断横切风流。 1、翼形和受力、翼形和受力 升力升力：垂直于翼弦的力分解为与：垂直于翼弦的力分解为与气流方向垂直的力气流方向垂直的力F FL L，使风力机，使风力机旋转，是风力机有效工作的力；旋转，是风力机有效工作的力；阻力阻力：垂直于翼弦的力分解为与：垂直于翼弦的力分解为与气流方向平行的力气流方向平行的力F FD D，形成对风，形成

7、对风力机的正面压力。力机的正面压力。DDCSF221LLCSF221CSF221式中：式中：CC总的气动力系数；总的气动力系数； C CL L升力系数；升力系数； C CD D阻力系数；阻力系数； SS叶片的扫掠面积。叶片的扫掠面积。影响升力系数和阻力系数的因素：影响升力系数和阻力系数的因素：（1 1）翼形的影响）翼形的影响（2 2）攻角的影响）攻角的影响（3 3）雷诺数的影响）雷诺数的影响（4 4）翼形表面粗糙度的影响）翼形表面粗糙度的影响不同叶片截面形状的升力和阻力不同叶片截面形状的升力和阻力（2 2）攻角的影响）攻角的影响翼形的升力特性和阻力特性曲线翼形的升力特性和阻力特性曲线翼形极曲线

8、翼形极曲线风力机的几何参数：风力机的几何参数：（1 1）风力机在静止情况下的受力情况）风力机在静止情况下的受力情况 （2 2）风力机在转动情况下的受力情况）风力机在转动情况下的受力情况 2 2、风力机的特性系数、风力机的特性系数（1 1）风能利用系数）风能利用系数 风力机能够从风中吸取的能量与风轮扫过面积内全部风力机能够从风中吸取的能量与风轮扫过面积内全部风能之比。风能之比。35 . 0SPCP 根据贝兹理论，风轮能够从自然风能中吸取的能量是根据贝兹理论，风轮能够从自然风能中吸取的能量是有限的，其功率损失部分可解释为留在尾流中的旋转动能。有限的，其功率损失部分可解释为留在尾流中的旋转动能。高性

9、能的螺旋桨式风力机，高性能的螺旋桨式风力机，C CP P值一般在值一般在0.450.45左右。左右。（2 2）叶尖速比）叶尖速比RRn2 升力型风力机叶尖升力型风力机叶尖速比一般为速比一般为3 3至至8 8 。叶。叶尖速比直接反映了相对尖速比直接反映了相对风速与叶片运动方向的风速与叶片运动方向的夹角，即直接关系到叶夹角，即直接关系到叶片的攻角，是分析风力片的攻角，是分析风力机性能的重要参数。机性能的重要参数。叶片的叶尖旋转速率与上游未受干扰的风速之比。叶片的叶尖旋转速率与上游未受干扰的风速之比。（2 2）叶尖速比）叶尖速比RRn2 升力型风力机叶尖升力型风力机叶尖速比一般为速比一般为3 3至至

10、8 8。叶尖。叶尖速比直接反映了相对风速比直接反映了相对风速与叶片运动方向的夹速与叶片运动方向的夹角，即直接关系到叶片角，即直接关系到叶片的攻角，是分析风力机的攻角，是分析风力机性能的重要参数。性能的重要参数。叶片的叶尖旋转速率与上游未受干扰的风速之比。叶片的叶尖旋转速率与上游未受干扰的风速之比。CpCpm0m风能利用系数与叶尖速比的关系风能利用系数与叶尖速比的关系3 3、风力机的输出功率、风力机的输出功率 当风吹向风力机的叶片时，风力机的主要作用是将风当风吹向风力机的叶片时，风力机的主要作用是将风能转化为机械能，风力机的机械输出功率可用式子表示为：能转化为机械能，风力机的机械输出功率可用式子

11、表示为：3Pa21vACP 对应于最大的风对应于最大的风力机利用系力机利用系C CP Pm m有一个有一个叶尖速比叶尖速比m m，因风速，因风速经常变化，为实现风经常变化，为实现风能的最大捕获，风力能的最大捕获，风力机应变速运行，以维机应变速运行，以维持叶尖速比持叶尖速比m m不变。不变。 风力机需要根据一个确定的风速来确定风力机的额风力机需要根据一个确定的风速来确定风力机的额定功率，这个风速称为定功率，这个风速称为额定风速额定风速。在这种风速下，风力机。在这种风速下，风力机功率达到最大。在风力工程中，将风力机开始运行做功时功率达到最大。在风力工程中，将风力机开始运行做功时的这个风速称为的这个

12、风速称为启动风速启动风速或切入风速。当风速大到某一极或切入风速。当风速大到某一极限时，风力机就有损坏的危险，必须停止运行，这一风速限时，风力机就有损坏的危险，必须停止运行，这一风速称为称为停机风速停机风速或切出风速。因此，在统计风速资料计算风或切出风速。因此，在统计风速资料计算风能潜力时，必须考虑这两个因素。通常将切入风速到切出能潜力时，必须考虑这两个因素。通常将切入风速到切出风速之间的风能称有效风能。中国的有效风能所对应的风风速之间的风能称有效风能。中国的有效风能所对应的风速范围是速范围是325m/s。风力机的调节与控制风力机的调节与控制 风力机的功率调节方式有定桨距失速调节、变桨距调节和风

13、力机的功率调节方式有定桨距失速调节、变桨距调节和主动失速调节三种主动失速调节三种。 （1 1）风力机的定桨距调节与控制）风力机的定桨距调节与控制 定桨距失速调节一般用于恒速控制，其风力机的结构特点定桨距失速调节一般用于恒速控制，其风力机的结构特点是：桨叶与轮毂的连接是固定的，桨距角固定不变，当风速变是：桨叶与轮毂的连接是固定的，桨距角固定不变，当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。在风速超过额定风速后化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。在风速超过额定风速后利用桨叶翼型本身的失速特性，维持发电机组的输出功率在额利用桨叶翼型本身的失速特性，维持发电机组的输出功率在额定值附近。定值附近。 在流体力

14、学中，在流体力学中，失速失速是指翼型气动攻角增加到一定程度是指翼型气动攻角增加到一定程度（达到临界值）时，翼型所产生的升力突然减小的一种状态。（达到临界值）时，翼型所产生的升力突然减小的一种状态。翼型气动迎角超过该临界值之前，翼型的升力是随迎角增加而翼型气动迎角超过该临界值之前，翼型的升力是随迎角增加而递增的；但是迎角超过该临界值后，翼型的升力将递减。递增的；但是迎角超过该临界值后，翼型的升力将递减。 基本原理：基本原理：当桨距角当桨距角 固定不变时，随着风速的增加，增固定不变时，随着风速的增加，增加到高于额定风速时，气流的攻角加到高于额定风速时，气流的攻角 增大，气流与翼型分离，增大，气流与

15、翼型分离，上下翼面压力差减小，致使阻力增加，升力减小，造成失速条上下翼面压力差减小，致使阻力增加，升力减小，造成失速条件，其效率降低，从而达到限制功率的目的。件，其效率降低，从而达到限制功率的目的。 优点：优点：结构简单、性能可靠、结构简单、性能可靠、部件小、造价低。部件小、造价低。 缺点：缺点：机组的整体效率较低。机组的整体效率较低。（2 2）风力机的变桨距调节与控制）风力机的变桨距调节与控制 变桨距风力机的整个叶片可以绕叶片中心轴旋转，使叶变桨距风力机的整个叶片可以绕叶片中心轴旋转，使叶片的攻角在一定范围（片的攻角在一定范围（0 09090）变化，）变化，变桨距调节变桨距调节是指通过是指通

16、过变桨距机构改变安装在轮毂上的叶片桨距角的大小，使风轮变桨距机构改变安装在轮毂上的叶片桨距角的大小，使风轮叶片的桨距角随风速的变化而变化，一般用于变速运行的风叶片的桨距角随风速的变化而变化，一般用于变速运行的风力发电机，主要目的是改善机组的起动性能和功率特性。力发电机，主要目的是改善机组的起动性能和功率特性。 根据其作用可分为三个控制过程：根据其作用可分为三个控制过程：起动时的转速控制起动时的转速控制，额定转速以下（欠功率状态）的不控制额定转速以下（欠功率状态）的不控制和和额定转速以上（额额定转速以上（额定功率状态）的恒功率控制定功率状态）的恒功率控制。 起动时的转速控制起动时的转速控制 变桨

17、距风轮的桨叶在静止时，桨距角变桨距风轮的桨叶在静止时，桨距角为为9090，当风速达起，当风速达起动风速时，桨叶向动风速时，桨叶向0 0方向转动，直到气流对桨叶产生一定的攻方向转动，直到气流对桨叶产生一定的攻角，风力机获得最大的起动转矩，实现风力发电机的起动。角，风力机获得最大的起动转矩，实现风力发电机的起动。 在发电机并入电网之前，给定变桨距系统一个转速参考值，在发电机并入电网之前，给定变桨距系统一个转速参考值，根据转速参考值和反馈的转速信号比较来调整桨距角，进行速根据转速参考值和反馈的转速信号比较来调整桨距角，进行速度闭环控制。度闭环控制。 额定转速以下（欠功率状态）的不控制额定转速以下（欠

18、功率状态）的不控制 发电机并网后，当风速低于额定风速时，发电机运发电机并网后，当风速低于额定风速时，发电机运行于额定功率以下的低功率状态，称为行于额定功率以下的低功率状态，称为欠功率状态欠功率状态。 早期的变桨距风力发电机组对此状态不作控制，控制早期的变桨距风力发电机组对此状态不作控制，控制器将叶片桨距角置于器将叶片桨距角置于 附近，不作变化，发电机的功率根附近，不作变化，发电机的功率根据叶片的气动性能随风速的变化而变化。据叶片的气动性能随风速的变化而变化。0 额定转速以上（额定功率状态）的恒功率控制额定转速以上（额定功率状态）的恒功率控制 当风速过高时，通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的当风

19、速过高时，通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，使桨距角攻角，使桨距角 向迎风面积减小的方向转动一个角度，向迎风面积减小的方向转动一个角度，增大，功角增大，功角 减小，如图所示。从而改变风力发电机组获得减小，如图所示。从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，使功率输出的空气动力转矩，使功率输出 保持在额定值附近，这时风力保持在额定值附近，这时风力 机在额定点的附近具有较高的机在额定点的附近具有较高的 风能利用系数。风能利用系数。 00风速风速功率功率额定风速额定风速额定功率额定功率a a）变桨距风力发电机组的功率曲线变桨距风力发电机组的功率曲线 b b）定桨距风力发电机组的功率曲线）定桨距风

20、力发电机组的功率曲线 由图可见，在额定风速以下，两者相似，但在额定风速以由图可见，在额定风速以下，两者相似，但在额定风速以上，变桨距风力发电机的输出功率维持恒定，而定桨距风力发上，变桨距风力发电机的输出功率维持恒定，而定桨距风力发电机组的输出功率由于风力机的失速当风速增大时而减小。电机组的输出功率由于风力机的失速当风速增大时而减小。 风力发电机风力发电机 在由机械能转换为电能的过程中，发电机及其控制器是在由机械能转换为电能的过程中，发电机及其控制器是整个系统的核心整个系统的核心。独立运行独立运行的风力发电机组中所用的发电机的风力发电机组中所用的发电机主要有主要有直流发电机、永磁式交流发电机、硅

21、整流自励式交流直流发电机、永磁式交流发电机、硅整流自励式交流发电机及电容式自励异步发电机发电机及电容式自励异步发电机。并网运行并网运行的风力发电机机的风力发电机机组中使用的发电机主要有组中使用的发电机主要有永磁同步发电机、双馈异步发电机永磁同步发电机、双馈异步发电机和开关磁阻发电机和开关磁阻发电机等。等。 1 1、独立运行风力发电机组中的发电机、独立运行风力发电机组中的发电机 独立运行的风力发电机一般容量较小，与蓄电池和功独立运行的风力发电机一般容量较小，与蓄电池和功率变换器配合实现直流电和交流电的持续供给。独立运行的率变换器配合实现直流电和交流电的持续供给。独立运行的交流风力发电系统结构如下

22、图所示。交流风力发电系统结构如下图所示。 直 流 负 载增 速 器交 流 发 电 机整 流 器控 制 器蓄 电 池交 流 负 载逆 变 器独立运行的交流风力发电机系统结构独立运行的交流风力发电机系统结构 （1 1）直流发电机）直流发电机 直流电机典型结构如图示。直流电机典型结构如图示。直流发电机可直接将电能送给直流发电机可直接将电能送给蓄电池蓄能，可省去整流器，蓄电池蓄能，可省去整流器，随着永磁材料的发展及直流发随着永磁材料的发展及直流发电机的无刷化，永磁直流发电电机的无刷化，永磁直流发电机的功率不断做大，性能大大机的功率不断做大，性能大大提高，是一种很有发展前途的提高，是一种很有发展前途的发

23、电机。发电机。 直流发电机工作原理直流发电机工作原理 （2 2）永磁式交流同步发电机）永磁式交流同步发电机 永磁式交流同步发电机永磁式交流同步发电机的转子上没有励磁绕组，因的转子上没有励磁绕组，因此无励磁绕组的铜损耗，发此无励磁绕组的铜损耗，发电机的效率高；转子上无集电机的效率高；转子上无集电环，发电机运行更可靠；电环，发电机运行更可靠；采用钕铁硼永磁材料制造的采用钕铁硼永磁材料制造的发电机体积小，重量轻，制发电机体积小，重量轻，制造工艺简便，因此广泛应用造工艺简便，因此广泛应用于小型及微型风力发电机中。于小型及微型风力发电机中。23456SNSN1凸极式永磁发电机结构示意图凸极式永磁发电机结

24、构示意图 11定子齿定子齿 22定子轭定子轭 33永磁体转子永磁体转子 44转子轴转子轴 55气隙气隙 66定子绕组定子绕组 （3 3）硅整流自励式交流同步发电机）硅整流自励式交流同步发电机 硅整流自励式交流同步发电机一般带有励磁调节器，通硅整流自励式交流同步发电机一般带有励磁调节器，通过自动调节励磁电流的大小，来抵消因风速变化而导致的发过自动调节励磁电流的大小，来抵消因风速变化而导致的发电机转速变化对发电机端电压的影响，延长蓄电池的使用寿电机转速变化对发电机端电压的影响，延长蓄电池的使用寿命，提高供电质量。命，提高供电质量。整流器转子励磁绕组定子三相绕组励磁调节器蓄电池组硅整流自励式交流同步

25、发电机电路原理图硅整流自励式交流同步发电机电路原理图 （4 4）电容自励式异步发电机）电容自励式异步发电机 电容自励式异步发电机是在异步发电机定子绕组的输出电容自励式异步发电机是在异步发电机定子绕组的输出端接上电容，以产生超前于电压的容性电流建立磁场，从而端接上电容，以产生超前于电压的容性电流建立磁场，从而建立电压。其电路示意图如下图所示。建立电压。其电路示意图如下图所示。 nCC异步发电机转子异步发电机定子负载CABC电容自励式异步发电机电路原理电容自励式异步发电机电路原理2 2、并网运行的风力发电机组中所用的发电机、并网运行的风力发电机组中所用的发电机 （1 1）异步发电机）异步发电机 定

26、子：定子：三相绕组，可采用星形或三角形联结。三相绕组，可采用星形或三角形联结。 转子：转子：绕组为笼型或绕线型。绕组为笼型或绕线型。 采用定子绕组上并接电容器来提采用定子绕组上并接电容器来提供无功电流建立磁场，发电机转子的供无功电流建立磁场，发电机转子的转速略高于旋转磁场的同步转速，并转速略高于旋转磁场的同步转速，并且恒速运行。且恒速运行。 通常，处于并网运行的较大容量通常，处于并网运行的较大容量异步发电机的转子转速一般在异步发电机的转子转速一般在（11.05）ns 之间。之间。（2 2）同步发电机同步发电机 a. 普通同步发电机普通同步发电机 定子：定子：定子铁心和三相绕组。定子铁心和三相绕

27、组。 转子：转子：转子铁心、转子绕组、集电环、转子轴等组成；转子铁心、转子绕组、集电环、转子轴等组成； 有隐极式和凸极式两种。有隐极式和凸极式两种。 凸极式同步发电机结构简凸极式同步发电机结构简单、制造方便，一般用于低单、制造方便，一般用于低 速发电场合。隐极式同步发电速发电场合。隐极式同步发电机结构均匀对称，转子机械强机结构均匀对称，转子机械强度高，可用于高速发电。度高，可用于高速发电。 转子上的励磁绕组经集电环、电刷与直流电源相连，通转子上的励磁绕组经集电环、电刷与直流电源相连，通以直流励磁电流来建立磁场。以直流励磁电流来建立磁场。 工作原理：工作原理：同步发电机在风力机的拖动下，转子以转

28、速同步发电机在风力机的拖动下，转子以转速n旋转，旋转的转子磁场切割定子上的三相绕组，在定子绕旋转，旋转的转子磁场切割定子上的三相绕组，在定子绕组中产生频率为组中产生频率为f1的三相对称的感应电动势和电流输出，从的三相对称的感应电动势和电流输出，从而将机械能转化为电能。而将机械能转化为电能。 当发电机的转速一定时，同步发电机的频率稳定，电能当发电机的转速一定时，同步发电机的频率稳定，电能质量高；同步发电机运行时可通过调节励磁电流来调节功率质量高；同步发电机运行时可通过调节励磁电流来调节功率因数，既能输出有功功率，也可提供无功功率，因此被电力因数，既能输出有功功率，也可提供无功功率，因此被电力系统

29、广泛接受。系统广泛接受。 601npf 在风力发电中，由于风速的不定性使得发电机获得不在风力发电中，由于风速的不定性使得发电机获得不断变化的机械能，给风力机造成冲击和高负载，对风力机断变化的机械能，给风力机造成冲击和高负载，对风力机及整个系统不利。及整个系统不利。为了维持发电机发出的电能频率与电网为了维持发电机发出的电能频率与电网频率始终相同，发电机的转速必须恒定，这就要求风力机频率始终相同，发电机的转速必须恒定，这就要求风力机有精确的调速机构，有精确的调速机构，以保证风速变化时维持发电机的转速以保证风速变化时维持发电机的转速不变，即等于同步转速。不变，即等于同步转速。 （3 3）双馈异步发电

30、机）双馈异步发电机 双馈异步发电机是当今最有发展前途的一种发电机，其结双馈异步发电机是当今最有发展前途的一种发电机，其结构是由一台带集电环的绕线转子异步发电机和变频器组成，变构是由一台带集电环的绕线转子异步发电机和变频器组成，变频器有交交变频器、交直交变频器及正弦波脉宽调制双频器有交交变频器、交直交变频器及正弦波脉宽调制双向变频器三种。向变频器三种。三相交流电网平波电抗器 绕线转子异步发电机逆变器整流器风轮PwPa双馈异步发电机的系统结构双馈异步发电机的系统结构 双馈异步发电机工作原理：双馈异步发电机工作原理： 异步发电机中定、转子电流产生的旋转磁场始终是相对静异步发电机中定、转子电流产生的旋

31、转磁场始终是相对静止的，当发电机转速变化而频率不变时，发电机转子的转速和止的，当发电机转速变化而频率不变时，发电机转子的转速和定、转子电流的频率关系可表示为：定、转子电流的频率关系可表示为： 式中式中 f f1 1定子电流的频率（定子电流的频率（HzHz），），f f1 1= =pnpn1 1/60/60，n n1 1 为同步转速；为同步转速； p p发电机的极对数；发电机的极对数； n n转子的转速（转子的转速（r/minr/min）；）； f f2 2转子电流的频率（转子电流的频率（HzHz），因），因f f2 2= =sfsf1 1，故，故f f2 2又称为转差频率。又称为转差频率。21

32、60fnpf 根据双馈异步发电机转子转速的变化，双馈异步发电机根据双馈异步发电机转子转速的变化，双馈异步发电机可以有三种运行状态：可以有三种运行状态： 1 1）亚同步运行状态。此时）亚同步运行状态。此时n n 00，频率为，频率为f f2 2的转子电流产生的旋转磁场的转速与转子转速同方向，功率的转子电流产生的旋转磁场的转速与转子转速同方向，功率流向如图所示。流向如图所示。 2 2）超同步运行状态。此时）超同步运行状态。此时n n n n1 1，转差率，转差率s s00，转子中，转子中的电流相序发生了改变，频率为的电流相序发生了改变，频率为f f2 2的转子电流产生的旋转磁的转子电流产生的旋转磁

33、场的转速与转子转速反方向，功率流向如图所示。场的转速与转子转速反方向，功率流向如图所示。 3 3）同步运行状态。此时）同步运行状态。此时n n= =n n1 1，f f2 2=0=0，转子中的电流为，转子中的电流为直流，与同步发电机相同。直流，与同步发电机相同。 双馈异步发电机的转子通过双向变频器与电网连接，双馈异步发电机的转子通过双向变频器与电网连接，可实现功率的双向流动，功率变换器的容量小，成本低；可实现功率的双向流动，功率变换器的容量小，成本低；既可以亚同步运行，也可以超同步运行，因此调速范围宽；既可以亚同步运行，也可以超同步运行，因此调速范围宽；可跟踪最佳叶尖速，实现最大风能捕获；可跟踪最佳叶尖速，实现最大风能捕获；可对有功功率和可对有功功率和无功功率进行控制，提高功率因数；无功功率进行控制，提高功率因数；能吸收阵风能量，减能吸收阵风能量，减小转矩脉动和输出功率的波动，因此电能质量高，小转矩脉动和输出功率的波动，因此电能质量高，是目前是目前很有发展潜力的变速恒频发电机。很有发展潜力的变速恒频发电机。 （4 4