【精品】直驱式风力发电并网变流器装置

1、资料内容仅供您学习参考，如有不、勺之处.请联系改正或者删除1/ 4直驱式风力发电并网变流器装置摘要从控制原理、电路拓扑、技术特点、实验分析等方面简明扼要地阐述了直驱 式风力发电并网变流器。此变流器网侧功率因数高，电流谐波失真系数（THD）小，动态响应快，呈电流源特性，易于多单元并联。关键字风力发电；直驱式变流器；电流谐波失真系数（THD）0引言风力发电是口前最具有形成规模化和最具备商业化的可再生能源技术而 实际上风力发电在很大程度上取决于变速恒频发电系统的发展，变速恒频发电系 统已经成为 MW级以上风力发电机组的主流技术。所谓变速恒频，就是通过调速 控制，使风力发电机组风轮转速能够跟随风速的变

2、化，最大限度地提高风能的利 用效率，有效降低载荷，同时风轮及其所驱动的电机转速变化时，保证输出的电 能频率始终与电网频率一致。变速恒频风力发电系统主要分为双馈式和直驱式两种类型。双馈式山于其 变流器申联在双馈发电机的转子绕组中， 其容量只有系统总功率的 1/41/3, 有效地降低了系统成本;与双馈式相比，直驱式采用低速永磁同步发电机结构，无 齿轮箱（或半直驱式，采用一级齿轮箱），也无滑轮,机械故障少，损耗小，运行 效率高，维护成本低，但是，山于直驱式采用系统全功率传输，初始成本相对较高.口前国内许多高校、研究所和企业主要研究、跟踪，消化吸收双馈式并网 变流器，而我们公司近年来利用多年研究开发大

3、功率变频器主电路拓扑和回馈并 网控制技术的优势,专注直驱式风力发电并网控制技术的开发，成功研制出该产 品，并已安装调试于内蒙古包头市，现已成功运行数月，且无故障记录。1控制原理资料内容仅供您学习参考，如有不、勺之处.请联系改正或者删除2/ 4MW级大功率直驱式并网变流器采用多单元并联结构，单个单元的主电路 拓扑采用交-直-交电圧型结构，如图 1或图 2所示，图 1采用二极管不控整流和 Boost升压稳压电路，图 2釆用 PWM全控整流电路。资料内容仅供您学习参考，如有不出之处.请联系改正或者删除2 / 4采用图 1 主电路拓扑，通过 Boost 升压稳压环节将很好地控制后端逆变器 的输入直流电

4、压，即不论二极管不控整流的输出直流电压变化多大，通过 Boost 升圧稳爪电路后，其直流电压基本稳定，使后端逆变器调制度范圉好，提高运行 效率，减小损耗，同时，Boost电路还可以对永磁同步发电机输出侧进行功率因 数校正。采用图 2主电路拓扑，通过 PWM可控整流技术，可以很好地处理发电机端 的交流电压不稳、谐波较大和直流侧电压变化大的问题，是最具发展前途的主电 路结构方式。两种主电路各有各的优缺点.控制上采用电流内环，电丿玉外环双闭 环矢量控制技术。各个单元采用载波移相多重化技术，无须额外增加滤波器，便能使网侧电 流谐波失真系数 THD国标 5%的要求.2技术特点山东新风光电子科技发展有限公

5、司利用多年研制低压大功率变频器的主 电路拓扑和能量回馈并网技术,成功研制并已成功用于风力发电项 LI中的直驱式 风力发电并网变流器，其技术特点有：1）控制上采用电压电流双闭环矢量控制， 呈现电流源特性， 电流环是直驱式风力发电并网变流器控制的核心；2）变流器对电网呈现电流源特性， 容易做多单元并联， 易于大功率化组 装,各个单元之间采用多重化载波移相，极大地减小了网侧电流总谐波；3）网侧逆变器采用三电平电路拓扑， 适应网侧电压范围广， 同时也有益 于减小网侧谐波电流；资料内容仅供您学习参考，如有不出之处.请联系改正或者删除3 /44）MW级变流器需多个单元并联组合，系统控制会自动分组工作,很容

6、易 线性化并网回馈功率，易于整个风电项 U的系统控制，同时有益于减小电流总谐 波；5）并网变流器采用先进的 PWM控制技术，可以灵活调节系统的有功和无 功功率，减小开关损耗，提高效率，自动使并网功率最大化；6）动态响应快，根据风电整体控制，可以瞬时满足大范围功率变化要求, 适应性强；7）具有过热、过流、短路、旁路、网侧电压异常等各种保护功能，具有多 种模拟量和数字量接口，具有 CAN 总线或 RS485 串行总线等接口，与风电项 LI 中 的其它部分连接方便，控制灵活.3实验波形分析图 3是并网电流为 60A 时的网侧电压电流波形图，图 4是并网电流为 100A时的网侧电压电流波形图.从两图可以看出，网侧电流正弦化，且与电网电压反 相，呈现负的单位功率因数，同时也能观察到随着电流的增大，网侧电流的谐波失 真系数（THD）越来越小，即整体效率越来越高。4结语直驱式风