知识点一-永磁直驱式风力发电机组.知识点一-永磁直驱式风力发电机组

风力发电机组控制技术项目四风力发电机组并网技术任务四永磁直驱机组的并网技术知识点一永磁直驱式风力发电机组永磁直驱式风力发电机组一、永磁直驱变流器基本结构

永磁直驱式风力发电机组由于发电机的转子与风力机直接连接，转子的转速就由风力机的转速决定。当风速发生变化时，风力机的转速也会发生变化，因而转子的旋转速度是随着风速时刻变化的。于是，发电机定子绕组输出的电压频率将不是恒定的。为了解决风速变化带来的风电机组输出电压频率变动的问题，最好的方式就是在发电机定子绕组与电网之间配置变频变流器。永磁直驱式风力发电机组一、永磁直驱变流器基本结构

目前，大型直驱式永磁同步风电机组采用的并网变流器，一般都是交-直-交变频结构，严格来说，是一个整流器和一个逆变器的组合。基于电力电子技术的变流器，先将风力发电机输出的交流电压整流，得到直流电压，再将该直流电压逆变为频率、幅值、相位都满足要求的交流电，送入电网。经变流器变频后，风电机组送入电网的电压、电流的频率能始终保持恒定。图示为带有并网变流器的永磁同步直驱式风电机组结构示意图。并网变流器连接在风力发电机定子绕组与电网之间，风电机组输出的全部功率都要经过变流器送入电网，因而变流器的容量要按风电机组的额定功率来设计。例如，1.5MW永磁同步直驱式风电机组所配备的并网变流器容量，至少也要按1.5MW来设计。永磁直驱式变速恒频风电机组永磁直驱式风力发电机组二、永磁直驱式机组工作过程

永磁直驱风电机组可以实现无冲击并网。首先，机组在自检正常的情况下，风轮处于自由运动状态，当风速满足启动条件且风轮正对风向时，变桨执行机构驱动叶片至最佳桨距角。然后，风轮带动发电机转速至切入转速，变桨机构不断调整桨距角，将发电机空载转速保持在切入转速上。此时，风电机组主控制器如认为一切就绪，则发出命令给变流器，使之执行并网操作。永磁直驱式风力发电机组三、永磁直驱发电机的特点永磁同步发电机的体积大、质量大、价格高，但市场占有率正在大幅上升，永磁同步发电机具有如下特点：1)取消了齿轮箱，使传动系统部件的数量减少，没有传动磨损和漏油所造成的机械故障，减少了齿轮传动装置需要的润滑、清洗等定期维护工作，也降低了风力发电机组的运行维护成本。2)取消了传动轴，使机组水平轴方向的长度大大缩短，而且增加了机组稳定性。同时也降低了机械损耗，提高了风力发电机组的可利用率和使用寿命，降低了风力发电机组的噪声。3)与电励磁同步发电机和双馈异步发电机相比，不用外接励磁电源，没有集电环和电刷，不仅简化了结构，而且提高了可靠性和机组效率。4)外表面面积大，易散热。由于没有电励磁，转子损耗近似为零，可采用自然通风冷却，结构简单可靠。5)采用水磁发电技术及变速恒频技术，提高了风电机组的效率，可以进行无功补偿。采用电力电子器件制造的变流器，能在极端恶劣的环境下可靠工作。永磁直驱式风力发电机组三、永磁直驱发电机的特点永磁同步发电机的体积大、质量大、价格高，但市场占有率正在大幅上升，水磁同步发电机具有如下特点：6)发电机功率因数高，其值接近或等于1,提高了电网的运行质量。7)由于减少了部件数量，整机的生产周期大大缩短。8)低速多磁极永磁同步发电机采用变速恒频运行方式，使用一台全功率变流器将频率变化的风电送入电网。永磁同步发电机组存在的缺点是：对永磁材料的性能稳定性要求较高，多磁极使发电机外径和重量大幅度增加。另外，IGBT变流器的容量较大，一般要选发电机额定功率的120%