电压源型构网风电机组研究现状及展望

黄磊

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摘要：风力发电机设备特性对于整个机组运行有一定的影响。怎样提高发电机组运行的稳定性和发电效率才是关键。电动机的成本费也较高，这取决于全部机组性价比高。不同类型的发电机组有着不同的自动控制系统配备，频率转换率及技术标准也不尽相同。电动机的体积重量可能会影响塔体和基础建设成本，所以在执行过程中需要做好电动机的挑选。依据风力发电机设备技术特征，本科学研究论述了将来的发展方向。

关键词：风电机组;发电机;技术发展

引言：

风力发电是一种环保发电方法。风力发电作为一种成本费用低、安全性、环境保护、储藏量大一点的能再生发电量电力能源，具备非常大的发展趋势使用价值。依据世界能源组织统计分析，我国陆地的高水平风力发电储藏量大约为7.5亿千瓦时。我国风力储藏量丰富多彩，市场前景广阔。但是，我国的风力发电技术性远远地落后了海外。因而，在探索风力发电时，必须剖析风力发电机组运行与维护现况，为提升风力发电发电机组运行与维护作出贡献。

一、什么是电压源型

电压源PWM整流器的四象限原理是建立在三相静态数据abc平面坐标和二相静态数据αβ平面坐标里的数学分析模型和二相转动的dq平面坐标中。整流器是电力电子技术常用的机器设备之一。传统式整流器瞬态响应慢、功率因数低、难以控制，难以实现双重能量流。传统式整流器一般采用二极管不可控整流电路或可控硅相控逆变电路，效率不高，会让电力网导致重度污染。处理以上问题的重要途径是让整流设备完成正弦函数互联网侧电流量和可控性相位差。并把PWM技术性引进到整流器操纵中，获得了取代传统式整流器的PWM整流器。和传统整流器对比，它不但能使电力网侧电流量正弦波形、功率因素1或可调式，并且能够实现电磁能的双向传输和快速地实时控制回应。

二、风电技术中出现的各种发电机组

伴随着风能发电技术发展，风力发电机的发电技术方式慢慢健全。在风力发电开发前期，风力涡轮机采用较为简单的直流电动机，直流电动机成本也较高。在所有在施工过程中，应用电机换向器和炭刷。最大的优点是比较稳定，维护保养和维护艰难。近些年，伴随电力技术的飞速发展，风力发电机的直流电动机很快就被直流电动机替代。投运风电技术出台后，固定不动桨距风力发电机采用单速异步发电机，在其中变桨距风力涡轮机采用调速双轨制异步发电机。

2.1早期的同步电机

初期，风力发电机队的单机容量不大，大部分是几十到几千瓦的激磁或永磁发电机。永磁发电机更有效率，运转更可以信赖。除此之外，电机重量轻，体型小，运作可以信赖。在实际应用中，调整电压相对性艰难。激磁同步电动机采用励磁电控制方式，可调节电动机的电压。电压比较稳定，但发电机组必须采用电刷滑环，稳定性差，整体维护费用高。

2.2适合定桨距机组的双速异步发电机

在目前风力发电机的实践应用中，如何做到电机额定功率的调整才是关键。在执行过程中，并网运行已经成为规模性风能发电的主力发展趋势。全过程采用同步电动机并网运行。风力涡轮机速度做到要求条件后，电力工程被传至电力网，风能资源不会被应用。除此之外，同步电动机的投运浪涌电压也较大且风险，已有的稳速同步电动机不能满足风能发电的需要。在之后的运用中，笼式异步发电机组可在局部性内更改速率，并且对风力涡轮机具有较好的适应能力，使运作环节更为可以信赖。定桨距风力发电机采用单绕阻单速异步发电机。合理采用后，运作相对性靠谱，成本费用低，维护保养便捷，比较适合投运风能发电。在实际应用中，笼式风力发电机依赖于电力网或外界补偿电容器所提供的励磁电运作。因为输出功率低、电能质量分析差及发电成本低，固定不动桨距颤振型风力涡轮机在所有执行过程中没法安全运行。

2.3适合变桨距机组的变速双轨异步发电机

近些年，我国的风能发电获得了迅速发展。21新世纪后，风力涡轮机的单机容量已增至千兆瓦级千万千瓦级。为了能进一步提高风力高效率，调速推动替代了之前的稳速推动。依据调速双轨制多线程风力发电机的应用特性，在执行过程中，根据科技的有效运用，应成为一种技术趋势。在其中，当双轨制多线程风力发电机的风力小于额定值风力时，电磁感应摩擦阻力扭距受影响。当风力高过额定值风力时，根据调节叶片桨距角来限定风力涡轮机，以从风中获取过多动能，防止发电机组负载。风力涡轮机采用调速推动前叶轮的方式，可调速运作。在迅速风力范围之内，最好叶子传动比基本上稳定，进而提升了风力涡轮机的使用效率。

三、风电机组发电机的未来发展趋势

3.1风机尺寸增加

近些年，一定要重视风机生产制造。实施阶段存有众多潜在性难题，必须针对当前状况适当调整风机经营规模。开发大中型风力涡轮机的原始动力的目的是在海拔高的地方获得更多风力。但是，经济与运输问题限制风机规格的进一步提升。从源头上限定风机大小的小理论依据是“方立方米基本定律”。风力涡轮机的额定功率与叶片长短相互关系是二次的，叶片品质与长短间的是三次的。假如叶片规格扩大，超过风机的功率，合理性将相对减少。为了保证风机的合理性，必须减少叶片长短和质量中间比例。近些年，采用了新型材料跟新技术性来达到关系式。在具体开发中，必须完成总体品质与叶片长度平方米关联，以提升总体经济收益

。

3.2风轮合理设计

风力涡轮机的有效设计方案也才是关键。在目前的预置环节中，风力涡轮机被科学地用以捕捉风力机器设备。在执行过程中，优化了风力涡轮机设计，以提升风机的系统化。在目前风力涡轮机的创意设计中，采用满足条件的风力涡轮机原材料能提高风机的品质，缓解叶片重量，并减少负荷水准。除此之外，采用抗负载设计方案达到风力涡轮机的设计要点。

3.3叶片合理化设计

为了提高叶片的清洁总面积，无法改变基本设计。必须在各方面可靠性设计，以体现叶片的设计优势。通过各个方面的有效预置定，构造承载力提升。采用特性出色的碳纤维材料叶片原材料可以稍微操纵叶片品质，并且对构造负荷造成积极作用。但是，全部时期的价钱都那么价格昂贵。“处于被动自卸载掉叶片构造”是一种新设计理念。其基本原理是由复合材料独有的特点来调节叶片的构造特点。具体来说，在叶片负载中设计方案玻纤和碳纤维材料层后，叶片可造成原材料不可逆性、晃动或弯折扭曲藕合变型效用。当叶片承担瞬间风荷载时，这类弯折和扭转变形将更改叶片的俯仰角，减少作用于叶片里的推力，进而处于被动地减少疲劳载荷。在预置环节中，弯折叶片是促进起伏和拖滞耦合效应的另一种办法。在这样的方式中，空气动力学负载使叶片弯折，叶片俯仰角伴随着空气动力学负载的改变而改变。

3.4抗载设计

在风力涡轮机设计里，抗负荷设计形态取决于主动控制方式。在执行过程中，感应器传感电机转子负荷并主动抑止负荷从风力涡轮机传达到风机的其余部分。通过可靠性设计后，系统软件自身的功效始终不变，在同样容积下，离心风机容积指数会有所提高。在低风力下提升离心风机面积设计里，根据可靠性设计能够保证系统平衡，从而得到相对较高的容积指数。

总结：

在风能发电的具体环节中，怎样全面推广才是关键。根据发电机组技术性，风能发电行业致力于根据有效采用提升机器的使用效率和稳定性，并且通过优化运营减少机器设备原材料成本。近些年，我国的风能发电和设备制造业获得了明显发展。在实际开发中，需要以风力发电机队的关键技术为载体，完成整个设备技术性的高效运用。

参考文献：

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