风电机组拓扑结构

1、并网风力发电机组的基本类型及其变流器的基本拓扑3.1发电机组基本类型（1）恒速系统笼型/绕线型转子异步风力发电机系统SCIG鼠笼式感应（异步）发电机WRIG:绕线式感应（异步）发电机(2)半变速系统双馈型风力发电机系统(有齿轮箱)DFIG双馈感应发电机CROWBAR转子侧保护电路(3)全变速系统电励磁/永磁同步直驱型风力发电机系统(无齿轮箱)ig -VS：-PMSG永磁同步发电机优缺点比较风电机组的主要类型： 直驱型风力发电机组， 半直驱型风力发电机组， 双馈型风力发电 机组、笼型/绕线式异步风力发电机组。 各种类型发电机的对比（1）笼型异步发电机成本低、可靠性高，在定速和变速全功率变换风力发

2、电系统中将继续 扮演重要角色；（2）双馈异步发电机系统具有最高的性价比，特别适合于变速恒频风力发电将在未来数年 内继续成为风电市场上的主流产品；（3）直驱型同步风力发电机及其变流技术发展迅速，利用新技术有望大幅度减小低速发电 机的体积和重量。（a）采用笼型异步电机（SCIG作为发电机，A型风力发电机的转速变化范围通常较小（12%）,是定速风力发电机。（b）为采用绕线式异步电机（ WRIG）的转差控制型风力发电机， 其调节范围较小通常在 510%，并且不具有无功功率控制和电压控制的能力。（c）为采用双馈电机（DFIG）作为发电机的双馈型风力发电机，突出优点是变流器容量较小 （通常为2540%）,

3、既能满足风力机调速范围的要求又降低了变流器的容量，具有较强的价格优势，并 且在采用适当的控制策略后它也能够满足电网对风力发电机的要求，如有功功率频率控制和无功功率一一电压控制等。（d）采用全功率变流器实现风力发电机的全范围调速，所采用的发电机可以为永磁同步发电机或绕线式同步发电机等，这一类型的风力发电机需要变流器容量较大（约为120%的额定容量），但这一类型的风力发电机可以实现发电机与电网的完 全解耦，从而较容易满足电网的要求。另外，D型风力发电机具有可以节约齿轮箱的优势，如同步直驱型完全不需要齿轮箱。相对于A型风力发电机而言，B型、C型和D型风力发电机均属于变速风力发电机。与定速风力发电机相

4、比，变速风力发电机主要优点：1）具有较高的性价比，并且能够降低变桨距机构的控制要求，在变速情况下，变桨距机构通常是用于在高风速时限制风力机的最大风能捕获；2）变速风力发电机具有较小的机械应力，并且能够利用机械惯性对阵风进行储能；3）能够对塔影效应引起转矩和功率的低频脉动进行动态补偿；4）能够提高系统的效率和发电量，即变速风力发电系统能够使其转速随着风速改变 而改变，从而实施最大风能捕获（MPPT）控制；5）能够减小噪音。3.2变流器的基本拓扑(1) 双馈型电压型风机变流器结构网侧变流器采用基于LCL滤波的PWM变流器设计(2) 全功率电压型风机变流器结构二极管不控整流+升压斩波(boost) +三相电压型逆变器KtcnntKAC爵3D双PWM变流器generatorfilterWindpower Convertergenerator convertergrid filter三电平(3) 全功率电流型风机变流器结构(4)