新能源转换与控制技术全套课件

新能源转换与控制技术1

第2章电源变换和控制技术基础知识22.1电力电子器件及应用2.2AC-DC变换电路2.3DC-DC变换电路2.4DC-AC变换电路2.5AC-AC变换电路2.6多级复合形式的变换电路2.7半导体功率器件的驱动与保护电路

本章主要内容3

◆电力电子器件的概念和特征◆电力电子器件的分类

◆不可控器件——电力二极管

◆半控型器件——晶闸管

◆电力场效应晶体管——电力MOSFET

◆绝缘栅双极型晶体管——IGBT2.1电力电子器件及应用42.1.1电力电子器件的概念和特征◆电力技术（电力设备、电力网络）◆电子技术（电子器件、电子电路）◆控制技术（连续、离散）51974年美国学者W.Newell用于表征电力电子技术的倒三角62.1.2电力电子器件的分类

◆电力电子及其特性◆电力电子器件的分类

◆几种典型的电力电子器件

7电力电子及其特性电力电子器件被广泛用于处理电能的主电路中，是实现电能的传输、变换或控制的电子器件。电力电子器件所具有的主要特征为：①电力电子器件处理的电功率的大小是其主要的特征参数。②电力电子器件往往工作在开关状态；③在实际应用中因此需要驱动电路对控制信号进行放大。8电力电子器件的分类1、按可控性分类（1）不控型器件：不能用控制信号控制其导通和关断的电力电子器件。如：功率二极管（PowerDiode）。9（2）半控型器件：可以通过控制极（门极）控制器件导通，但不能控制其关断的电力电子器件。晶闸管(Thyristor)及其大部分派生器件(除GTO及MCT—MOSFET控制晶闸管等复合器件外)，器件的关断一般依靠其在电路中承受反向电压或减小通态电流使其恢复阻断。10（3）全控型器件：既可以通过器件的控制极（门极）控制其导通，又可控制其关断的器件。主要有：功率晶体管（GTR）、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、门极可关断晶闸管（GTO）和电力场效应晶体管(P-MOS)等。112、按驱动信号类型分类(1)电流驱动型：通过对控制极注入或抽出电流，实现其开通或关断的电力电子器件称为电流驱动型器件，如Thyrister，GTR，GTO等。(2)电压驱动型：通过对控制极和另一主电极之间施加控制电压信号，实现其开通或关断的电力电子器件称为电压驱动型器件，如P－MOSFET，IGBT等。

12几种典型的电力电子器件

不可控器件――电力二极管半控型器件――晶闸管电力场效应晶体管――电力MOSFET绝缘栅双极型晶体管――IGBT131、不可控器件――电力二极管（1）电力二极管的基本特性：电力二极管（PowerDiode）承受的反向电压耐力与阳极通流能力均比普通二极管大得多，但它的工作原理和伏安（V－A）特性与普通二极管基本相同，都具有正向导电性和反向阻断性。电力二极管的电路符号和静态特性（即伏安特性）如下图所示。图2-1电力二极管电路符号及伏安（V－A）特性14（2）电力二极管的主要参数正向平均电流IF(AV)：电力二极管在连续运行条件时，器件在额定结温和规定的散热条件下，允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。反向重复峰值电压URRM：指对电力二极管所能重复施加的反向最高峰值电压，通常是雪崩击穿电压URBO的2/3。15正向通态压降UF：在额定结温下，电力二极管在导通状态流过某一稳态正向电流（IF）所对应的正向压降。正向压降越低，表明其导通损耗越小。反向恢复电流IRP及反向恢复时间trr：反向恢复时间trr通常定义为从电流下降为零至反向电流衰减至反向恢复电流峰值25％的时间。反向恢复电流IRP及恢复时间trr与正向导通时的正向电流IF及电流下降率diF/dt密切相关。

反向恢复过程：受二极管PN结中空间电荷区存储电荷的影响，向正向导通的二极管施加反向电压时，二极管不能立即转为截止状态，只有存储电荷完全复合后，二极管才呈现高阻状态。162、半控型器件――晶闸管图2-2晶闸管电路符号及伏安（V－A）特性

优点：晶闸管可以承受的电压、电流在功率半导体中均为最高，具有价格便宜、工作可靠的优点，尽管其开关频率较低，但在大功率、低频电力电子装置中仍占主导地位。

17（1）基本特性：电流触发特性：当晶闸管A－K极间承受正向电压时，如果G－K极间流过正向触发电流，就会使晶闸管导通。单向导电特性：当承受反向电压时，此时无论门极有无触发电流，晶闸管都不会导通。半控型特性：晶闸管一旦导通，门极就失去作用；此时，不论门极电流是否存在、触发电流极性如何，晶闸管都维持导通。要使导通的晶闸管恢复关断，可对其A－K极间施加反向电压或使其流过的电流小于维持电流（IH）。18（2）主要参数额定电压UT：晶闸管在额定结温、门极开路时，允许重复施加的正、反向断态重复峰值电压UDRM和URRM中较小的一个电压值称为晶闸管的额定电压UT。正、反向断态重复峰值电压UDRM、URRM：晶闸管门极开路(Ig=0)、器件在额定结温时，允许重复加在器件上的正、反向峰值电压。一般分别取正、反向断态不重复峰值电压（UDSM、URSM）的90%。正向断态不重复峰值电压应小于转折电压（Ubo）。通态平均电流IT(AV)：在环境温度为40℃和规定的散热条件下、稳定结温不超过额定结温时，晶闸管允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。这也是额定电流的参数。维持电流IH：维持晶闸管导通所必需的最小电流，一般为几十到几百mA。193、电力场效应晶体管――电力MOSFET（1）基本特性图2-3电力MOSFET结构图和电路图形符号20a)转移辜特性够b)混输出特性图2-4零电力浴MOSF部ET的转购移特性和盗输出特性21（2）主丙要参数漏极电压持UDS漏极直脸流电流南额定值堆ID和漏极脉煌冲电流峰畏值IDM漏源通态哭电阻RDS(咏on)：在栅基源间施锈加一定偏电压（壮10～挑15V并），漏挡源间的展导通电许阻。栅源电压紫UGS：栅源之卧间的绝缘谎层很薄，蠢当|UGS|>2摘0V时造将导致脚绝缘层碧击穿。极间电容遗：MOS贝FET的闻3个电极耍之间分别寺存在极间站电容CGS、CGD、CDS。一般生魄产厂商提秋供的是漏肤源极短路售时的输入乒电容Ciss、共源极磨输出电容欣Coss和反向压转移电沫容Crss。Ciss=CGS+CGD（2-1孔）Crss=CGD（2-2军）Coss=CDS+CGD（2-3唱）224、绝缘风栅双极型启晶体管―椒―IGB炒T（1）搂基本特绝性：图2-5道I湖GBT电傅路符号图烘形静态特庆性与P再-MO病SFE京T类似辅；UGE=0时腔IC=0，能IGB康T处于备阻断状龟态（断奋态）；UGE足够大躬（一般序为5~聪15V彩），I秧GBT识进入导垒通状态冈（通态乏），当UCE大于一定丸值（一般赤2V左右声）时IC>0。优点：董驱动功玻率小、胸开关速鸟度高通莲流能力隙强、耐册压等级哑高23（2）复主要参氏数最大集射戚极间电压粪BUCES：该参接数决定泊了器件中的最高题工作电毯压，这绪是由内勉部PN羡P晶体豪管所能鸟承受的赴击穿电捡压确定草的。最大集组电极电课流ICM：包括在造一定壳温奶下的额定剖直流电流畜IC和1m橡s脉宽户最大电密流ICP。最大集饥电极功森耗PCM：在正普常工作铅温度下喝允许的觉最大耗妹散功率凝。集射极历间饱和依压降UCE(母sat双)：对栅极胖与发射极改（G－E项）间施加然一定正向渗电压，在嫌一定的结垦温及集电普极电流条希件下，集圣射极（C色－E）间以的饱和通狼态压降。省此压降在恭集电极电则流较小时喂，呈负温李度系数，钉在电流较峰大时，为顷正温度系俯数，这一秀特性使I返GBT并养联运行较辉为容易。24现代电力件电子的应晃用◆电力电少子变换与掉控制技术躲（以四大湖变换展开准）◆谐波嗓抑制与于功率因皱素校正拌技术◆电力电愤子技术的茄典型应用紧案列25电力电枯子变换贸与控制塞系统1.主晚要由A究C/D躬C,D暴C/A片C,D庸C/D挺C,A近C/A田C四大灰基本变成换及其画组合构数成的主熔电路拓赶扑。2.现膀代电力亡电子装困置的控舒制系统姻由微电特子器件堆（硬件沸）、控依制策略常（软件裙）和检叉测、保悦护、驱钻动等组蹈成。26四大基本户变化电路AC-D著C变换电撑路DC-D客C变换电垃路DC-A攀C变换电答路AC-恋AC变猴换电路272.2吊AC陕—DC浅变换电停路交流―殿―直流法变换器秃（AC节―D龙CC敌onv币ert仅er）蕉的功能萝是将交仗流电变劈燕换成直呀流电，检又称为颤整流器装。28a、二极摩管整流电板路――不境控整流名称输出电压型输出电流型单相半波单相全波表2-吗1小常用二胳极管整查流器的飘主要形阔式29单相桥式三相半波三相桥式续表2-扩130b、晶闸歪管整流电乡丰路――相兰控整流名称输出电压型输出电流型单相半波单相全波单相桥式半控表2-捎2眉常用晶苗闸管整展流器的研主要形田式31单相桥式全控三相半波三相桥式半控三相桥式全控续表2-挖232c、P铜WM整占流电路汁――斩陕波整流图2-6党单相璃半桥整流肥器图2-7潜单相畏全桥整流咬器33图2-片8相三相电等压型P纠WM整诱流器图2-9佳三相孔电流型P饮WM整流料器342.3六DC患/DC迟变换电毕路直流――借直流变换滋器（DC悟－DC腔Conv村erte蜂r）的功滴能是将一祖种直流电软变换为另璃一种固定乐或可调电盯压的直流福电，又称傻为直流斩况波器（D江CCh户oppe加r）。35a、不熄隔离式李单管D面C－D剥C变换猴器Buck狭变换器是一种降真压型DC拖－DC变梅换电路，压输出电压佣小于或等赚于输入电裳压，输入藏电流断续透。输出电休压Uo=DyUin，常占空比Dy=ton/Ts＝0～料1(下同套)。Boo授st变咱换器是一种煎升压型将DC－列DC变秤换电路蠢，输出丛电压大男于输入盈电压，强VT的村占空比Dy必须小尚于1，输亩入电流连学续。输出丛电压Uo=Uin/筒(1－Dy)。36Buc院k－B播oos弹t变换卧器一种升杨降压型餐DC－研DC变党换电路醉，输出气电压大萍于或小肾于输入疼电压，绢输出电萌压极性斜和输入午电压极参性相反矮，输入世电流断画续。输疗出电压Uo=－DyUin/锐(1－Dy)。Cúk变换器一种升鼠降压型取DC－沟DC变归换电路脑，输出吉电压大态于或小检于输入编电压，板输出电才压极性巧和输入赌电压极浊性相反潮，输入测电流连颠续。输删出电压Uo=－瓦(Dy/1－Dy)Uin。37Sepi切c变换器一种升降压型DC－DC变换电路，输出电压大于或小于输入电压，输出电压极性和输入电压极性相同，输入电流连续。输出电压Uo=(Dy/1－Dy)Uin。Zet胁a变换器一种升降压型DC－DC变换电路，输出电压大于或小于输入电压，输出电压极性和输入电压极性相同。输入电流断续。输出电压Uo=(Dy/1－Dy)Uin。38b、隔离料型DC－你DC变换婶器单端正激峰式DC－气DC变讲换电路图2-霜10兵单端正热激变换疑器主电双路图2-担11影正激栋变换器笨工作波啄形39单端反炮激式D室C－D碌C变换礼电路图2-1铅2单蒸端反激式哨DC-D销C变换电新路40a)电流建连续模式翠(CCM龄)犯b)电继流断续模渣式(DC止M)图2-灯13烂反激园式变换蜘器工作寄波形412.4DC－AC冷变换电炎路将直流电临变换为交叫流电的过叠程称为逆撇变换或D可C－AC斧变换，实早现逆变的蚁主电路称绍为DC－逃AC变换翁电路。通记常将DC而－AC变小换电路、幻玉控制电路著、驱动及司保护电路况组成的D脏C－AC浪逆变电源监称为逆变魄器（In亲vert覆er）。42a、常草用的D旅C－A宵C逆变指电路电压型单是相半桥逆住变电路直流母雹线电容评滤波，物直流电捷压Ud捐经C1候、C2相分压，寨VT1谁、VT旅2交替嫁导通/拨关断；楼负载上魄的电压童幅值为Ud的一半继，功率为赢全桥逆变浩器的四分充之一；开掀关管VT违1、VT服2上承受柳的最大电鼓压为Ud；控掏制方式雄主要是鸽PWM纵脉宽调若制控制产，移相将控制等兼。43电压型煮单相全未桥逆变述电路直流母线亡电容Cd亮滤波，V屿T1、V炕T4和领VT2、蹄VT3交并替导通/芳关断；加掠在负载上尘的电压幅解值为Ud，输弃出功率礼为半桥剃逆变器缎的四倍短；开关病管VT郊1～V典T4上栗承受的湾最大电酒压为Ud；控制仓方式有单导极、双极外式PWM惑脉宽调制损控制，移体相控制，雹调频控制匙等方式。44电流型皮单相全鼻桥逆变委电路直流母线失电感Ld报滤波，V撞T1、V碎T4和腐VT2、丸VT3交荣替导通/窗关断；负惑载上的电梨流波形为箭方波，幅树值为Id；开恼关管V奏T1～帮VT4搂上承受刻的电压帅为负载家上的电叨压。负桂载上的醒电压幅挎值和相挎位取决页于负载辈阻抗大喝小和性宰质。45电压型钻三相桥晕式逆变川电路直流母造线电容牙Cd滤恒波，负钉载线电做压幅值荐为Ud，开蔽关管V尽T1～测VT6公上承受头的最大柏电压为Ud，控伪制方式挡有PW矩M脉宽颜调制、毕移相控还制、调阻频控制握等方式搬，换流攻方式有勉1800和12宴00两种。适炒合4kW辜以上的三顾相负载。46b、归驴纳DC－硬AC逆竞变电路恋的主要腾拓扑形零式电压型逆飘变器电流型逆钻变器单相半桥证逆变器单相全银桥逆变描器三相桥伟式逆变锯器47c、逆专变电路耀的参数文计算电压型单隐相半桥逆房诚变电路的赵参数计算逆变器的从输入电压厨为Ud，输投出功率匪为P，可得串通过负古载的电昆流有效俩值为：对于阻感衡性负载：选开关饺管VT1、VT2上的电佣压定额飞为：选开关管醉VT1、VT2上的电恒流定额婆为：对于电阻吨性负载和王谐振负载描：（2-4驳）（2-青5）（2-县6）（2-同7）48电压型单皆相全桥逆毛变电路的米参数对于阻吉感性负恒载：选开关管罗VT1、VT2上的电压宪定额为：选开关缎管VT1、VT2上的电流垄定额为：对于电阻立性负载和遗谐振负载仪：（2-8担）（2-梦9）（2-1用0）（2-小11）49电流型洋单相全功桥逆变烧电路的狂参数计殃算等效导纳内为：在谐振点钓工作时，青负载为等郑效电阻Ro、谐振广频率为（2-1桶2）（2-疤13）50将蚁代入池R0，得开关管境VT1举、VT辈2上的久电压定椒额为开关管V拉T1、V善T2上的佛电流定额茎为其中为胃逆变器递输入电深流，由劣负载输欺出功率P求得（2-1见7）（2-1病6）（2-1州5）（2-至14）51电压型呜三相全演桥逆变闷电路的香参数计驶算对于电阻杏性负载对于电融阻电感蔬性负载开关管稿VT1煎~VT突6上的两电流定的额为开关管店VT1闲~VT岛6上的牛电压定膀额为（2-石21）（2-2州0）（2-1偶9）（2-抖18）522.5削AC－A叉C变换电耻路交流――放交流变换榆器（AC绑－AC留Conv难erte方r）分为花三大类：第一类生频率不伶变仅改变艘电压大小劣的AC－锦AC电压删变换器；第二类筒直晌接将一担定频率划的交流史电变换央为较低蓬频率交慌流电的座相控式勤AC－捞AC直哲接变换暴器；在是直接变例频的同崖时也可碧实现电厕压变换伙，实现抛降频降医压变换麻；第三类群P五WM斩号波式A疼C--咸AC变令换器，翼即可实堵现降压父又可升牛压，还岸可以实觉现变频平控制，歇是一种纳高性能妇的变换圈器，目未前处于殿研究阶窃段。53a、单相茂全控A崇C-AC筒变换电路电路特点躁：单相全控信型电压控罚制器，是至最基本的则交流调压需电路。图强中2只普田通晶闸管书（T1、勒T2）可映由一只双用向晶闸管倡取代，但裂有效电流额定额需扩沙大约70剩%。54b、单相选半控A腥C-AC辰变换电路电路特点奇：节省了一涌个晶闸管弦，但移相系控制运行碰时输出电尝压正负半潜波不对称属，会给交游流电网带待来谐波污缘瑞染，不宜睁用于较大熊功率的调贤压控制场裙合。55c、带中谎性线N，泄星形联结电路特模点：带一根电足源中性线歇，相当于呢三只单相届晶闸管交怜流调压器拼的组合，速适合带中多线的星形剑平衡负载磨调压或调景功。缺点佩是三相不太平衡运行垫时，中线卷含有较大耳电流及谐畏波。56d、无续中性线讽的三相穴连接电路特澡点：三相负兰载可为物星形、卸三角形柄联结，弃每相电脱路通过紧另一相筝形成回众路。不钱对称运胁行时，席Δ形负胶载内部虑有较大林环流。57e、内△责联接的控愉制器电路特苏点：反并联晶阔闸管与各搅相负载串核联后再接葡成三角形托，相当于夜三个单相住电压控制遭器组成三舌相晶闸管珍交流电压火控制器。抚优点是对非电网冲击锻小，缺点五是要求负蚁载有6个洞抽头。582.6诱多极复才合形式本的变换羡电路在众多廊电源变沾换器中年AC－胸DC，第DC－币DC，枣DC－初AC和稼AC－周AC变胀换是四另种最基乓本的电针压或频汤率变换趋电路。领在新能第源发电境技术的拔实际应丧用中，玩常将两闪个以上驶的基本桃变换电蠢路组合津在一起笔，构成钉多级复化合形式雀的变换及电路。591．AC歼－DC－暂DC－A雾C变换电狐路（DC牢－DC降阳压型）图2－岛15计降压型沟AC－拦DC－像DC－尤AC变茶换电路602．A饶C－D烫C－D僻C－A庸C变换框电路（巧DC－单DC升兆压型）图2－1划6升压姜型AC－哄DC－D聋C－AC烈变换电路613．隔离赏式DC－羡AC－D键C变换电侄路图2－1火7隔语离式DC歇－AC－贷DC变换玩电路624．隔衡离式A陡C－D悲C－A像C－D截C变换抖电路图2－1杆8隔梨离式AC欺－DC－趁AC－D穗C变换电花路632.7迹半导漫体功率同器件的胡驱动与淡保护电湾路实际的电隐力电子变萍换器是由药主电路、狼驱动器及报保护电路转、控制电拆路、检测夺与显示电肺路等多个该子系统构谦成。驱动比器接受控满制系统输充出的控制畏信号，经绞功率放大距和隔离后洽，驱动功泄率开关器援件的导通樱、关断，盐是连接功堵率器件与像控制系统慨的桥梁。欺由于半导掏体功率开悦关器件种遗类繁多，浅不同的开牢关器件对晴驱动器的续性能要求损不尽相同沙，典型的燥驱动器分搬为电流驱惧动型器惕件和电压驱谦动型器膜件的两大类遭驱动器。魄电流驱动煎型器件主衣要有SC芳R、GT暮O和GT钉R，电压魄驱动型器辨件主要有渗MOSF粥ET、I仆GBT和梳SIT等裂。642.7屿.1迈晶闸管渔SCR谢触发驱布动器图2－串19采司用变压阅器隔离溉的SC饥R驱动慨器图2－2痰0采用堡光耦隔离追的SCR骑驱动器652.7.姓2IG星BT和M郊OSFE棒T驱动器和双极型葛晶体管（涂GTR）清不同，功拴率MOS京FET和蛙IGBT俩器件都是偶属于电压杀驱动型，台输入阻抗贸很大，为狗提高器件悼的开关速纹度，电压往驱动型器庄件的栅极就驱动器除泥应具有更其快的响应捞速度（n剧s级）外波，同样需蜘要足够大姜的栅极驱初动能力（挠一般为＋激15V）缩慧和反向电拥压（一般挽为－5v毕），以保鸽证瞬时完盒成对等效者栅极电容脸的充电或竖放电过程窜。66功率MO梳SFET申和IGB摆T器件驱叔动器应用朗实例1．T诱LP2举50功隔率驱动殿电路及覆应用图2－2毫2TL稻P250吓组成的驱霜动电路672．UC候3724咳/UC3拳725驱伙动电路图2－2胶3UC帮3724浅/372串5功率M丑OSFE羊T驱动电选路683．IH浑D680酬驱动电路图2－裳24蒜IHD剩680华驱动电孟路694．MA录X442爬8驱动电床路图2－锅25浑MAX也442狐8驱动静电路705．IR窜2110该驱动电路图2－2智6IR睡2110岁驱动电路716．E港XB84扁1驱动电贩路图2－益27灰EXB还841钞内部电柜路722.7.低3功率婶器件的保扣护电路1．过电冒流保护电弄路过电流蹲保护在榨电源变绿换电路崭中是一价个很重灯要的环笔节，直药接影响方到装置饱的可靠志性。MOS爬FET寨和IG恩BT的撒过流允汪许值一趴般为2漆倍的电颗流额定舰值，I六GBT梦允许过肃流时间等一般≤计20μ东s，匆MOS戚FET成允许过茄流时间森还要小龄。考虑氏到过电乐流发生巡寿和硬件拨保护电赌路需要拖一定的零时间，窜因此要倡求过电反流检测雾的电流橡传感器晌（一般裕用霍尔斑传感器愧）响应脆速度要谷快。除了在驱衰动电路中描加过流保蚀护功能外酿，还要在赵整流电路勺输出、逆惠变电路输扰入、负载芦回路加过镇流检测进东行过流保暖护。73电流传每感器的龄安装位腿置可选枕择为：过①与直陈流母线衫串联，谋可以检瓶测直流浴母线后嘱的逆变分电路或英负载回幅路的过逐电流。网②与负泛载串联即，可检哄测负载鹅回路的螺过电流住。③与侮每一个脾IGB贵T串联歌，可直凳接检测架IGB蚁T的过扒电流，岁但使用痕的电流骂传感器洞多，成逝本高，折一般不临用。图2－2馒8电流僵传感器的留安装位置742．过电拾压保护电园路过电压的败抑制方法架常利用电招容对电压好冲击的缓狗冲作用，残设计合适刺的缓冲电熟路吸收du/d细t或采用软反开关技术朱。采用性尤能良好的获缓冲电路垦，可使功深率MOS鞠FET或砍IGBT愿工作在较摄理想的开怀关状态，古缩短开关店时间，减戏少开关损苦耗，对装兴置的运行言效率、可骑靠性、安览全性都有冷重要的意合义。75典型缓漠冲吸收勾电路实呢例a)挺b慕)c)浩d)图2－误30买缓冲储电路的竹主要形减式76第3章风能、伯风力发鸟电与控麻制技术7778本章主泳要内容3.1杀风的豆特性及毕风能利偷用3.2糠风力发电涝机组及工共作原理3.3鹿风力发电启机组的控牧制策略3.4拣风力发电煎机组的并汤网运行和厨功率补偿3.5检风力发电壮的经济技蠢术性评价79绪论在新能源圈发电技术谊中，风力姐发电是其首中最接近扮实用和推桶广的一种劲。风力发雕电是一个喷综合性较乐强的系统皆，涉及空眼气动力学敲、机械、烘电机和控竿制技术等者领域。民风力蔽发电是在抖大量利用酒风力提水概的基础上访发展起来匪的，它首耽先起源于尝丹麦，目膜前丹麦已工成为世界坐上生产风刷力发电设馋备的大国霜。20世枯纪70年狼代世界连宜续出现石胁油危机，已随之而来决的环境问饼题迫使人慨们考虑可斗再生能源掌利用问题鞭，风力发秘电很快重瓦新提上了臣议事日程艇。风力发笔电是近期懂内最具开就发利用前耐景的可再方生能源，晓也将是2微1世纪中孝发展最快洒的一种可疯再生能源半。80感性认敌识：各苗式风机818283843.1失风的蜜特性及辽风能利撞用3.1.与1风的颗产生风是地球材上的一种队自然现象幅，由太阳纲辐射热和徒地球自转阀、公转和客地表差异泳等引起，救大气是这个种能源转松换的媒介驰。图3-蚂1地款球上风跌的运动853.1.月2风下的特性与滩风能1、随机叉性2、风好随高度涝的变化五而变化不同高度损风速的表权达式：式中ν——距称地面高罗度为h迟处的风念速（m旁／s）何；ν0——高度秀为h0处的风速的（m／s搞），一般奶取h0为10拆m；k——修冶正指数财，它取胳决于大颂气稳定嘉度和地田面粗糙央度等，蚊其值约梢为昂0.1胀25～劫0.5角。863.1.叹3风轨的表示及愧应用1、风向风向一饰般用1回6个方驶位表示悲，也可滴以用角达度表示称。图示裤方向方适位图图3-2焦风向方偶位图872、风速由于风时撑有时无、些时大时小讽，每一瞬晴时的速度地都不相同技，所以风屿速是指一队段时间内拣的平均值装，即平均赴风速。3、风膏力风力等置级是根赵据风对喝地面或愁海面物查体影响母而引起纲的各种柏现象，庆按风力叙的强度童等级来模估计风售力的大尺小。国象际上采使用的为神蒲福风慌级，从孟静风到倒飓风共复分为1段3个等格级。风力等级龟与风速的罚关系：式中拣VN——N级风的平勇均风速(日m/s)疲；N——风水的级数甲。884、风裂能（1）风能密败度，空气在一溜秒钟内以果速度ν流过单位皮面积产生午的动能。表达式为阿：（2）风能，空气在午一秒钟时惰间内以速半度ν流过面积菠为S截面的稻动能。表达式为堵：（3）风能利用，风能的做利用主要极是将大气禁运动时所察具有的动凉能转村化根为其他形升式的能量。89风能转吩换及应妄用情况如图所示巾。图3-5炸风能转电换与应用幼情况903.2决风力后发电机屠组及工窜作原理3.2捆.1杠风力发济电机组四的结构展及分类1、风蠢力发电悼机组的司分类风力发初电机组鸡的分类铃一般有术3种，躲如下表版所示。91按风轮轴移的安装型隐式按风力怀发电机殖的功率按运行方拔式水平轴杨风力发待电机组之和垂直酸轴风力杀发电机委组微型（额轨定功率5震0～10广00W）哲、小型（税额定功率挑1.0～贼10kW泳）、中型雹（额定功根率10～鞠100k糟W）和大膨型（额定剧功率大于肺100k氏W）独立运护行和并饶网运行922、风力孔发电机组号的结构风力发电和机组中，身水平轴式城风力发电宿机组是目筑前技术最倦成熟、产避量最大的织形式；垂向直轴风力炭发电机组伪因其效率找低、需起美动设备等纲技术原因叛应用较少司，因此下差面主要介绑绍水平轴棍风力发电雾机组的结沃构。93（1）独立运行您的风力发吐电机组水平轴独摇立运行的邮风力发招电机组主烤要由风轮栗(包括尾漏舵)、发邮电机、支徐架、电缆讽、充电控英制器、逆姻变器、蓄被电池组等携组成，其末主要结构啦见右图。图3-6听水平轴膊独立运行料的风力发览电机组主族要结构94并网运行逃的水平轴扎式风力发搞电机组由腊风轮、增染速齿轮箱队、发电机样、偏航装航置、控制浑系统、塔纽奉架等部件晨组成，其蓄结构如右狱图所示（2）干并网运行尤的风力发俱电机组图3-7培并网运吗行的水平撒轴风力发怜电机组的址原理框图95并网运行各的大型风捡力发电机鄙组的基本锦结构，它柏由叶片、倾轮毂、主没轴、增速多齿轮箱、嫁调向机构零、发电机测、塔架、别控制系统器及附属部皂件（机舱摧、机座、帽回转体、申制动器）信等组成，层结构如右兽图。（3）苏大型错风力发丛电机组图3-随8大秋型风力咳发电机猪组的基绑本结构963.2.嘱2风力射机风力机券又称为楼风轮，告主要有疗水平轴咬风力机捞和垂直身轴风力睡机。1、水化平轴风渐力机：a.荷客兰式b.农泻庄式c.自舒行车式d.桨叶参式图3-9哄水平轴棕风力机972、垂牲直轴风抢力机：a.萨窝嚷纽斯式b.达里餐厄式c.旋徐翼式图-1锯0垂领直轴风瞒力机98水平轴垂直轴993.2肌.3耀风力机对的气动肾原理风力发电娇机组中的膀风轮之所舅以能将风评能转化为姥机械能，去原因是因瘦为风力机缘瑞具有特殊戚的翼型。叮图示为现馒代风力机毁叶片的翼严型及翼型逆受力分析斥图。图3-许11窑风力机牢的叶片哑翼型及晋受力100现分析风会轮不动时贺受到风吹祖的情况：当风以今速度矢绿量ν吹向叶描片时，献在翼型源的上表档面，风竿速减小眯，形成勿低压区寻，翼型导的下表误面，风垦速增大圾，形成瓣高压区血，上下楚表面间故形成压轮差，产械生垂直宝于翼弦羊的力市F，屡力F弯可以衡分解为松与相对辣风速方取向平行肠的阻力FD和垂直艰于风向脂的升力FL，升力放使风力菠机旋转剧，实现叙能量的场转换。101风力机的挨输出功率当风吹向堡风力机的春叶片时，婆风力机的障主要作用宫是将风能居转化为机颜械能，风见力机的机惯械输出功各率可用式阴子表示为属：102对应于辅最大的既风力机活利用系CPm有一个叶铃尖速比λm，因风菊速经常趟变化，糟为实现碧风能的泰最大捕熔获，风洒力机应竟变速运压行，以帮维持叶那尖速比λm不变。在桨距壁角一定殊时，CP与叶尖速希比λ的关系担如下图污所示。图3-1由3风力摧机的利用垮系数与叶歪尖速比的梦关系1033.2妙.4长风力发浴电机在由机械校能转换为衬电能的过煤程中，发浓电机及其窝控制器是四整个系统葵的核心。独立运育行的风宽力发电却机组中闹所用的貌发电机绞主要有隐直流发坐电机、勒永磁式阁交流发世电机、蚂硅整流脆自励式促交流发旗电机及烤电容式喉自励异问步发电开机。并辟网运行毒的风力辟发电机吃机组中模使用的咸发电机壁主要有艇同步发坟电机、蹈异步发乘电机、舒双馈发靠电机、别低速交志流发电夹机、无闭刷双馈蒸发电机命、交流颈整流子升发电机卖、高压甜同步发品电机及缝开关磁透阻发电拣机等。1041、独打立运行风言力发电机上组中的发晶电机独立运行支的风力发尤电机一般最容量较小六，与蓄电疑池和功率绳变换器配浴合实现直阻流电和交留流电的持壳续供给。痒独立运行尿的交流风轻力发电系荷统结构如饰下图所示诵。图3-腐14踏独立运夺行的交营流风力推发电机松系统结霜构105（1）直消流发电机直流发顷电机从液磁场产毛生（励兆磁）的误角度来脸分，可章分为永看磁式直夸流发电如机和电姑磁式直志流发电珠机，典悠型结构殊如图示退。直流妻发电机玻可直接舰将电能距送给蓄骡电池蓄阳能，可逐省去整架流器，努随着永言磁材料白的发展胸及直流崖发电机架的无刷侧化，永呆磁直流委发电机嗓的功率腰不断做赏大，性礼能大大爷提高，尚是一种留很有发去展前途上的发电既机。图3-1蜂5电磁旧式直流发罢电机结构106（2）永预磁式交流话同步发电沟机永磁式眨交流同来步发电猛机的转脸子上没归有励磁央绕组，你因此无防励磁绕材组的铜研损耗，拍发电机锅的效率挤高；转筝子上无离集电环漏，发电锯机运行净更可靠触；采用猾钕铁硼竞永磁材楼料制造竭的发电市机体积掌小，重身量轻，尖制造工轮艺简便世，因此担广泛应射用于小倒型及微絮型风力获发电机态中。图3-权17仙凸极式踏永磁发爱电机结蚊构示意蛇图1—定子最齿2—覆定子轭斧3—永磁捉体转子士4—转子贸轴5—景气隙6气—定子绕柿组107（3）硅幻玉整流自励远式交流同奏步发电机如下图，绿硅整流自跃励式交流使同步发电翻机电路原乎理图。硅整流晴自励式夜交流同编步发电密机一般撑带有励路磁调节萄器，通插过自动脸调节励攀磁电流症的大小歼，来抵菜消因风近速变化微而导致仇的发电川机转速萌变化对贡发电机雨端电压醉的影响销，延长域蓄电池袜的使用同寿命，动提高供黎电质量粥。图3-反18硅光整流自勒励式交甲流同步体发电机机电路原忆理图108（4）电朴容自励式鸽异步发电道机电容自励胃式异步发揭电机是在忌异步发电录机定子绕播组的输出辉端接上电御容，以产锯生超前于画电压的容育性电流建蛇立磁场，谈从而建立滥电压。其肢电路示意术图如下图饭所示。图3-匙19顺电容自该励式异亭步发电纸机电路局原理109并网运行耻的风力发谷电机组中查所用的发溉电机（1）异步发奴电机风力异步察发电机并氏入电网运耳行时，只搂要发电机醒转速接近斥同步转速创就可以并港网，对机乌组的调速跃要求不高贺，不需要街同步设备侦和整步操扑作。异步挎发电机的湾输出功率秆与转速近画似成线性茫关系，可使通过转差丛率来调整做负载。（2）同步发伤电机当发电搏机的转下速一定嫩时，同灭步发电够机的频相率稳定闯，电能饥质量高羊；同步枯发电机忘运行时撤可通过度调节励钻磁电流虎来调节州功率因还数，既电能输出盆有功功奔率，也锅可提供凭无功功袋率，可彻使功率猜因数为1，因此产被电力葡系统广饿泛接受逝。110111（3）撒双馈异慕步发电叙机双馈异辟步发电遮机是当测今最有匠发展前揉途的一蓬种发电计机，其伶结构是屈由一台撑带集电检环的绕拆线转子稠异步发唱电机和竭变频器缎组成，那变频器解有交－合交变频挠器、交芬－直－蹄交变频寇器及正尝弦波脉撒宽调制置双向变拥频器三少种，系呜统结构狗如下图栋所示。图3-愤25赤双馈异达步发电昼机的系捏统结构112113双馈异局步发电炕机工作什原理：异步发电哑机中定、顾转子电流身产生的旋剥转磁场始经终是相对竞静止的，域当发电机舞转速变化窗而频率不丢变时，发退电机转子丈的转速和新定、转子堂电流的频夜率关系可伟表示为：式中f1——定子艰电流的频兵率（Hz桨），f1=pn1/60，n1为同步转难速；p——发电般机的极对刊数；n——转堤子的转爽速（r橡/mi称n）；f2——转存子电流符的频率缩慧（Hz奇），因f2=sf1，故f2又称为转恨差频率。114根据双馈克异步发电腊机转子转跌速的变化劫，双馈异浊步发电机惠可以有三脑种运行状替态：1）亚沿同步运斜行状态暂。此时n<n1，转差率s>0，频率为f2的转子电腹流产生的比旋转磁场裳的转速与建转子转速彩同方向，俭功率流向殊如图所示平。1152）超同水步运行状怎态。此时n>n1，转差叛率s<0，转子中副的电流相递序发生了兄改变，频阅率为f2的转子羞电流产检生的旋吗转磁场希的转速壶与转子栏转速反像方向，罪功率流检向如图沉所示。3）同步锣运行状态旁。此时n=n1，f2=0，转子袍中的电甚流为直叠流，与辽同步发半电机相起同。116双馈异步誉发电机的华转子通过哲双向变频猎器与电网夺连接，可驻实现功率房诚的双向流读动，功率决变换器的倦容量小，忽成本低；沟既可以亚园同步运行脂，也可以牵超同步运汉行，因此墨调速范围浇宽；可跟消踪最佳叶吓尖速，实体现最大风月能捕获；是可对有功应功率和无恭功功率进发行控制，用提高功率筛因数；能婆吸收阵风纷能量，减擦小转矩脉雾动和输出仅功率的波阀动，因此诉电能质量言高，是目惯前很有发魂展潜力的知变速恒频乌发电机。117（4）无袋刷双馈异符步发电机无刷双馈们异步发电滩机(Br诊ushl闸ess渐Doub穷ly－F票edM痕achi腿ne，简唤称BDF廉M)的基泄本原理与焦双馈异步催发电机相烤同，不同奋之外是取仍消了电刷废和集电环抱，系统运茅行的可靠软性增大，痒但系统体揭积也相应裙增大，常盗用的有级躺联式和磁守场调制型旁两种类型敞。图3-2巩7级联返式无刷双唉馈异步发部电机图3-夜28余磁场调静制型无听刷双馈律异步发农电机118（5）脖开关磁霸阻发电营机开关磁阻着发电机又率称为双凸宾极式发电史机（简称连SRG）蕉，定、转竹子的凸极专均由普通块硅钢片叠婶压而成，吹定子极数役一般比转乱子的极数真多，转子虏上无绕组址，定子凸赠极上安放款有彼此独培立的集中何绕组，径筹向独立的暴两个绕组剩串联起来踩构成一相疤。图3-2岗9三相仓（6/4紧极）开关进磁阻发电卧机结构119开关磁撕阻发电丈机用作抛为风力核发电机闻时，其隐系统一壁般由风神力机、返开关磁鹅阻发电型机及其妹功率变刻换器、锹控制器畅、蓄电层池、逆悼变器、碑负载以勺及辅助涂电源等集组成，研其系统塑构成如叉图所示欧。开关磁修阻发电瞧机的结呀构简单坚，控制趋灵活，池效率高茧而且转止矩密度伐大，在险风力发折电系统逃中可用源于直接骆驱动、桨变速运把行，有节一定的总开发、来研究价刻值。图3-3默0开关肌磁阻风力西发电机系婚统的构成1203.3槐风力发电煮机组的控妹制策略与一般工疾业控制系剂统不同，步风力发电岩机组的控炕制系统是兴一个综合窝性复杂控造制系统。木尤其是对厘于并网运索行的风力迁发电机组骑，控制系边统不仅要张监视电网成、风况和伞机组运行携数据，对茅机组进行科并网与脱派网控制，坏以确保运缩慧行过程的配安全性和锐可靠性，党还需要根拨据风速和暗风向的变拿化，对机版组进行优胀化控制，掀以提高机咳组的运行未效率和发偶电质量，亩而这正是赏风力发电晒机组控制皇中的关键委技术，现夫代风力发份电机组一券般都采用混微机控制，如下图谅所示。1212－A/恋D转换模碗块3－缎风向标把4－风速导计5－兰频率计防6－电压如表7－养电流表悄8－控制故机构9房诚－执行机异构10允－液压调烂速油缸钉11－调魔向电机乓12－其君他传感器图3-倘32挖风力发垒电机组亮的微机育自控原贱理框图1223.3.矛1风力摄发电的特牛点及控制占要求风力发电姑系统控制前的目标主福要有四个捐：保证系统纹的可靠运喜行、能量桶利用率最肺大、电能毒质量高、秆机组寿命息延长。风力发电魔系统常规淹的控制功仿能有七个标：①在运行忘的风速范怜围内，确金保系统的荷稳定运行六；②低风速岛时，跟踪摘最佳叶尖锐速比，获冈取最大风滴能；③高风缩慧速时，办限制风距能的捕签获，保脾持风力贿发电机斤组的输捉出功率南为额定逢值；④减小行阵风引抖起的转畏矩波动掩峰值，脑减小风宿轮的机晋械应力班和输出犬功率的戴波动，始避免共粮振；123⑤减小赤功率传卸动链的蔬暂态响语应；⑥控制器栽简单，控糖制代价小稿，对一些赖输入信号兔进行限幅胆；⑦调节座机组的厅功率，雄确保机崇组输出恢电压和独频率的谣稳定。为实现上翁述所要求酸的部分或型全部控制址功能，风苍力发电机教组的控制涌技术经历煎了三个主勇要发展阶弯段：从最蓝初的定桨疑距失速恒霉频控制到肌后来的变先桨距恒速缘瑞恒频控制躁，目前主趣要发展变位桨距或定逗桨距变速揪恒频控制膏。1243.3梯.2蕉并网型谅风力发魄电机的猴功率调恢节控制风力机的花功率调节健方式有定皱桨距失速避调节、变仰桨距调节耻和主动失背速调节三胜种。1、定桨暴距失速调匀节定桨距失嗽速调节一久般用于恒党速控制，阿其风力机洞的结构特耐点是：桨哄叶与轮毂窜的连接是位固定的，讨桨距角固轻定不变，渠当风速变工化时，桨构叶的迎风惭角度不能嘉随之变化件。在风速爪超过额定耀风速后利谱用桨叶翼对型本身的街失速特性妥，维持发域电机组的早输出功率尾在额定值组附近。125定桨距失芝速控制的拘优点是失娃速调节简夜单可靠，尊由风速变垮化引起的蜘输出功率停的控制只存通过桨叶返的被动失艘速调节实巾现，没有急功率反馈但系统和变协桨距机构怒，使控制举系统大为提简化，整颠机结构简羡单、部件辉小、造价世低。其缺井点是叶片朵重量大、需成形工艺联复杂，桨弓叶、轮毂泡、塔架等殊部件受力反较大，机愚组的整体姨效率较低办。2、变始桨距风恐力发电帜机组的交调节与市控制变桨距创风力机街的整个励叶片可炒以绕叶希片中心晋轴旋转睬，使叶芹片的攻经角在一见定范围菊（0～虫90º滩）变化疲，变桨类距调节之是指通哗过变桨漂距机构红改变安版装在轮枯毂上的芒叶片桨塌距角的视大小，膝使风轮雁叶片的愚桨距角障随风速曾的变化知而变化套，一般抚用于变罚速运行天的风力进发电机陵，主要军目的是争改善机句组的起监动性能苍和功率例特性。126（1）耍根据其宽作用可序分为三臣个控制松过程：旨起动时援的转速锄控制，辜额定转鹿速以下视（欠功带率状态肤）的不猪控制和捎额定转扇速以上列（额定牙功率状凤态）的丛恒功率悼控制。a.孙起动时饼的转速就控制变距风轮尾的桨叶在姑静止时，简桨距角β为90投º，当倘风速达旱起动风躺速时，蛙桨叶向粱0º方俯向转动扒，直到闷气流对炕桨叶产逃生一定场的攻角察，风力填机获得令最大的拌起动转阵矩，实基现风力蜘发电机病的起动b.额埋定转速以巾下（欠功蜂率状态）怀的控制为了改善道低风速时缸的桨叶性甚能，近几束年来，在逃并网运行作的异步发牢电机上，咐利用新技坏术，根据尤风速的大叹小调整发竖电机的转储差率，使坡其尽量运廉行在最佳族叶尖速比驳上，以优夸化功率输岁出。127c.健额定转偶速以上私（额定山功率状葛态）的辱恒功率是控制当风速剂过高时涂，通过土调整桨牢叶节距径，改变难气流对姻叶片的蝴攻角，筹使桨距翅角β向迎风面涛积减小的赢方向转动徐一个角度肉，β增大，粗功角α减小，如周图所示。聚从而改变平风力发电破机组获得漂的空气动盾力转矩，耳使功率输袍出保持在壳额定值附奔近，这时猜风力机在推额定点的伴附近具有肯较高的风沈能利用因路数。128a）变桨距痰风力发子电机组秩的功率霉曲线b）定桨叼距风力发份电机组的贯功率曲线由图可据见，在逝额定风俘速以下耽，两者凭相似，猫但在额这定风速小以上，往变桨距凉风力发止电机的劈燕输出功弯率维持隙恒定，快而定桨倚距风力赵发电机铸组的输构出功率诞由于风渔力机的半失速当炕风速增厚大时而楼减小。1293、变揭桨距风她力发电止机组的蓝控制系渐统传统的诱变桨距碗风力发顽电机组叹的控制腾系统框爬图如图破所示。剪在起动冒时实现划转速控饥制，由阿速度控顽制器起厘作用，械起动结扔束后，绩在额定日风速以朱下，转千速环开托环，系够统不进各行控制究。当风膛速达到企或超过躲额定风仇速时，饲切换到车功率控寺制，功面率控制库器根据闲给定与贴反馈的翼功率信齐号比较摸后进行紫功率控没制，以霜维持额纯定功率渣不变。图3-耍38卫传统的惩变桨距侍风力发种电机组伶的控制懒系统框雄图130新型控制欲系统与传殿统控制系助统的主要肌区别是采肾用了两个激速度控制乓器及增加译了转子电炕流的控制范。其中一俊个速度控淹制器的作凭用与传统堡的速度控洲制器相同注，既起动骗时和同步猛转速附近肆的转速控叹制。另一个维速度控贡制器的鼓作用是工在并网话后，和漂功率控府制器一扣起通过坟转子电讯流的控希制实现距电机转非差即转验速的控使制。带枯转子电凭流控制招器的绕窝线转子树异步发邮电机的翼系统结灭构如图爬所示。图3-3趴9带转岛子电流控蚂制器的绕考线转子异遇步发电机杨的系统结适构131转子电央流控制娘器安装扁在绕线肆转子异亲步发电盼机的转向子轴上竭，通过悬集电环心与转子督电路相策连，转笋子电路厌中外接帽三相电亿阻，通屑过一组撇电力电赛子器件扰来调整现转子回膨路电阻痒，从而闯调节发稼电机的构转差率体，实现结调速的殖目的，掀其控制虏系统原贤理如下级图所示浅。图中的肤开关S婚代表机面组启动稍并网前迷的控制场方式，国为转速昼闭环控丈制；开驻关R代刃表机组翠并网后皱的控制漂方式，前为功率很闭环控臭制；R绞CC为领异步发爆电机的巧转子电阅流控制滩器。132图3-4受0转差蝇可调异步帅发电机控吧制原理框暗图133变速恒造频风力卧发电机蚊组的调谁节与控梢制1、原理变速恒频沸是指发电定机的转速珍随风速变连化，通过蜡适当的控火制得到输胁出频率恒美定的电能姑。2、特奖点1.可扁大范围临的调节烫转速，飘使功率骨系数保哨持在最木佳值，兼从而最占大限度首地吸收令风能，使系统效魄率高；2.能开吸收和毯存贮阵滩风能量想，减少嗽阵风冲牲击对风越力发电患机产生饥的疲劳揭损坏、部机械应挠力和转冻矩脉动辆，延长迟机组寿筐命，减马少噪声样；3.可以甲控制有功构功率和无砍功功率，料电能质量座高。1343、调节浪控制过程(1)器起动浮时通过絮调节桨米距控制抓发电机障的转速岗，使发浅电机转表速在同概步转速俭附近，辟寻找最挎佳时机射并网；(2)琴并网窄后，在财额定风漂速以下畜，通过怎调节发弊电机的乓电磁制串动转矩顷使发电棋机转子揪的转速寨跟随风寄速的变寻化，保他持最佳柴叶尖速券比，确之保风能己的最大脊捕获，互表现为番跟踪控继制问题波；(3)集在额定风守速以上，画采用发电触机转子变国速和桨叶土节距双重客调节，利骄用风轮转产速的变化胀，存贮或废释放部分仇能量，限叶制风力机柳获取能量扁，提高传君动系统的框柔性，使机风力发电欺机保持在李额定值下卖发电，保兴证发电机化输出功率香的更加平扛稳。1354、变速茎恒频风力皂发电机的酿基本结构肃和主要类荷型(1)洪笼型股异步发被电机变菌速恒频芳风力发此电系统不足：系脆统的成本意和体积较庙大，在大假容量发电诱机组中难线以实现；沃需加电容愧补偿装置臣，其电压周和功率因少数的控制截较难。136(2)忧同步群发电机悟变速恒超频风力疑发电系俩统特点：烦变频器强容量较侧大，但箩其控制甚比笼型方异步发伸电机简息单，可廉通过转岛子励磁投电流的敞控制来腊实现转声矩、有穗功功率具和无功去功率的其控制。137(3)甩双馈异颜步发电朽机变速捎恒频风蛙力发电狸系统特点：叹大大降店低了变野频器的唇成本和蔬控制难妇度；定从子直接肾上网，葛系统具渐有很强表的抗干施扰性和苗稳定性芝；通过垄改变转复子电流走的相位托和幅值公来调节垮有功功妥率和无柄功功率封。缺点锐是发电挨机仍有虑电刷和葵集电环钱，工作培可靠性征受影响小。图3-喉45烛双馈异奸步发电并机变速绩恒频风界力发电超系统138(4)无弹刷双馈异银步发电机岗变速恒频照风力发电烘系统特点：变轮频器的容渣量较小；众除实现变晨速恒频控姥制外，还宿可以实现疤有功功率霉和无功功军率的灵活蛋控制，以头补偿电网闻的功率因疗数；发电数机上无电挑刷和集电胜环，系统聪运行的可蕉靠性增大语。但发电遗机结构和侵控制器较盈复杂图3-煤46近无刷双雅馈异步身发电机塑变速恒高频风力溜发电系龄统1395、变速伤恒频风力捷发电系统奶的控制策葬略变速恒落频风力害发电系净统的基位本控制况策略一盘般确定滤为：①低于身额定风戏速时，载跟踪最贸大风能贱利用系以数，以字获得最酸大能量拔；②高于额类定风速时恼，跟踪最虏大功率，百并保持输涌出功率稳枝定。140(1)慢转速欢控制策签略一般通量过控制鲁发电机节的电磁谊转矩实宫现转速半的控制狼，图为专最佳转核矩－转其速曲线懂。141为实现对纳最佳转矩次—转速曲尾线的跟踪末，一般有菠间接速度位控制和直陈接速度控役制两种方黎法，分别思如下图所锈示。图3-4倘8a)塔间接速度歼控制策略142图3-捞48昏b)直桃接速度能控制策充略143(2)霉功率控制竖策略一般采用匪两种方法颠：①控制萍发电机乔的电磁礼转矩来顺改变发贸电机的忌转速，闸从而改降变风轮兄的叶尖纺速比，车维持功雷率不变童；②改变敲桨叶节册距角来巧改变空裂气动力陡转矩；钞或将两碍种方法哪结合起家来，以葬改善性岔能。144图3-弟49幻玉功率控熔制系统欠总框图145图3-看50轰改变桨唱叶节距眯角的控烫制系统棉图1466、双千馈异步吸发电机考变速恒暖频风力耍发电系乒统的控锋制实现变速吧恒频的方啦法很多，述其中双馈慌异步发电负机的方案划最具优势略。双馈异春步发电机推系统中的严变频器采场用双PW凝M变频器屑，发电机价根据风力刮机转速的队变化调节赛转子励磁颠电流的频盆率，实现劣恒频输出授；再通过盒矢量变换铜控制实现诉发电机的焦有功和无事功功率的主独立调节我，进而控碧制发电机晒组的转速凳实现最佳石风能的捕爷获。采用爬矢量控制雾技术的双合馈异步发亚电机变速担恒频风力高发电系统年的结构图跌如图所示查，图中D丹FIG为心双馈异步塑发电机的吗简称。147图3-5戒1采用司矢量控制巧技术的双展馈异步发要电机变速停恒频风力抢发电系统松的结构148图3-剑52文由IG爱BT电士力电子刷器件组遮成的双脊PWM冻变频器扎的主电急路1497、风力葱发电系统加的智能控失制(1)岩模糊控棚制模糊控制似可将专家掏的经验和把知识表示蕉为语言规财划用于控怎制器的设豪计，不需纤要被控对踏象精确的甚数学模型排，能克服让非线性因智素的影响忆，对被控挺对象的参转数具有较补强的鲁棒落性，非常符适用于风锣力发电系缴统的控制耕。对于变速芳恒频控制奴的风力发填电系统，锐可针对机尺组的不同凉状态设计晌相应的模贞糊控制器忍，以达到抹最大风能乘捕获和功叠率稳定的茂控制，图期为模糊逻户辑控制器表框图。150图3-5夕