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風電變流器的結(jié)構(gòu)組成 風電變流器工作原理是什么

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摘要:風電變流器是風力系統(tǒng)中的核心部件之一,可以優(yōu)化風力發(fā)電系統(tǒng)的運行,它主要由主電路系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成,主要包括定子并網(wǎng)開關(guān)、整流模塊、逆變模塊、輸入/輸出濾波器等部件,工作時,通過對幅值和頻率變化的交流進行PWM整流,從而實現(xiàn)變流器對永磁同步發(fā)電機的控制。下面一起來了解一下風電變流器的結(jié)構(gòu)組成以及風電變流器工作原理是什么吧。

一、什么是風電變流器

風電變流器,是雙饋風力發(fā)電機中,加在轉(zhuǎn)子側(cè)的勵磁裝置,其主要功能是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n變化時,通過變流器控制勵磁的幅值、相位、頻率等,使定子側(cè)能向電網(wǎng)輸入恒頻電。

二、風電變流器的結(jié)構(gòu)組成

風電變流器可以優(yōu)化風力發(fā)電系統(tǒng)的運行,實現(xiàn)寬風速范圍內(nèi)的變速恒頻發(fā)電,改善風機效率和傳輸鏈的工作狀況,減少發(fā)電機損耗,提高運行效率,提升風能利用率,在風電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,那么風電變流器的結(jié)構(gòu)由哪些部分組成呢?

風電變流器由主電路系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成,其零部件主要有定子并網(wǎng)開關(guān)、整流模塊、逆變模塊、輸入/輸出濾波器、IGBT、PLC、JCE1000-AXS電流傳感器、風機、有源Crowbar電路、控制器、監(jiān)控界面等。

1、變流器主電路系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子側(cè)逆變器、直流母線單元、電網(wǎng)側(cè)整流器。

2、配電系統(tǒng)由并網(wǎng)接觸器、主斷路器、繼電器、變壓器等組成,自身集成有并網(wǎng)控制系統(tǒng)。

3、控制系統(tǒng)由高速數(shù)字信號處理器(DSP)、人機操作界面和可編程邏輯控制器(PLC)共同構(gòu)成。

三、風電變流器工作原理是什么

風電變流器采用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術(shù),通過對雙饋異步風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子進行勵磁,使得雙饋發(fā)電機的定子側(cè)輸出電壓的幅值、頻率和相位與電網(wǎng)相同,并且可根據(jù)需要進行有功和無功的獨立解耦控制,具體的工作原理是:

在直驅(qū)型風力發(fā)電系統(tǒng)中,全功率變流器是永磁同步發(fā)電機與電網(wǎng)之間的橋梁。永磁同步發(fā)電機發(fā)出的交流電是隨著風的變化而變化的,不能直接接入電網(wǎng)。變流器的機側(cè)對幅值和頻率變化的交流進行PWM整流,整流后的直流經(jīng)變流器的網(wǎng)側(cè)進行PWM逆變,將直流逆變成幅值和頻率穩(wěn)定的交流,經(jīng)濾波器、升壓變壓器并入電網(wǎng)。

風電變流器的機側(cè)接入永磁發(fā)電機的兩個繞組,根據(jù)主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩指令,機側(cè)1#繞組控制系統(tǒng)控制1#橋單元,機側(cè)2#繞組控制系統(tǒng)控制2#橋單元,進行PWM整流,從而實現(xiàn)變流器對永磁同步發(fā)電機的控制。變流器的網(wǎng)側(cè)輸出接到升壓變壓器并網(wǎng),根據(jù)直流電壓和主控下設(shè)無功功率,網(wǎng)側(cè)控制系統(tǒng)采用矢量控制技術(shù)控制三個相單元,將有功和設(shè)定的無功經(jīng)濾波器送入電網(wǎng)。如果單獨運行網(wǎng)側(cè)逆變單元,可以作為靜態(tài)無功發(fā)生器(SVG)使用,對電網(wǎng)進行無功補償??刂葡到y(tǒng)采用三個DSP分別對變流器的電機側(cè)1#繞組、電機側(cè)2#繞組和電網(wǎng)側(cè)進行控制,在三個DSP之間采用高速串行總線進行通訊以協(xié)調(diào)機側(cè)和網(wǎng)側(cè)之間的工作。

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