發(fā)布時(shí)間：2022年5月27日                       作者：德國(guó)GMC-I高美測(cè)儀（上海電勵(lì)士）

多功能電量變送器應(yīng)用下的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

重點(diǎn)部件介紹

☆ 發(fā)電機(jī)

目前主流采用的發(fā)電機(jī)類(lèi)型有鼠籠式異步發(fā)電機(jī)（SCIG），雙饋式異步發(fā)電機(jī)（DFIG），直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)（PMSG）。

SCIG, Squirrel Cage Induction Generator

DFIG, Doubly-Fed Induction Generator

PMSG, Permanent Magnet Synchronous Generator

SCIG 定速異步發(fā)電機(jī)在風(fēng)電中的工作圖示

圖示是指電動(dòng)機(jī)的定子上為三相繞組，轉(zhuǎn)子為籠式的導(dǎo)條。因?yàn)樵搶?dǎo)條形狀與鼠籠相似，故稱(chēng)之為鼠籠式異步發(fā)電機(jī)。電動(dòng)機(jī)在定子繞組加三相交流電后，會(huì)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其轉(zhuǎn)子上的閉合的導(dǎo)條會(huì)因?yàn)榍懈疃ㄗ哟艌?chǎng)的磁力線而感應(yīng)出電勢(shì)和電流，而通電的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中就會(huì)受到安培力，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)起來(lái)了。這就是鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。

Soft starter 軟啟動(dòng)器（基于SCR可控硅整流器）：

 是定速的風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)連接期間使用的一種簡(jiǎn)單且便宜的電氣組件。它的功能是通過(guò)在發(fā)電機(jī)中緩慢建立磁通量來(lái)減少浪涌電流，從而限制對(duì)電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)的沖擊干擾。

By-pass 旁路開(kāi)關(guān)：

通過(guò)軟啟動(dòng)器完成穩(wěn)定并網(wǎng)后，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)通過(guò)旁路開(kāi)關(guān)合閘直接連接到電網(wǎng)。可以幫助在運(yùn)行狀態(tài)下的SCR散熱。

Capacitor bank 電容柜：

無(wú)功補(bǔ)償裝置，并網(wǎng)后立即并入無(wú)功補(bǔ)償裝置，提供功率因數(shù)至0.95以上。

DFIG 雙饋異步發(fā)電機(jī)在風(fēng)電中的工作圖示

DFIG 雙饋異步發(fā)電機(jī)在風(fēng)電中的工作圖示

雙饋式發(fā)電就是指感應(yīng)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子同時(shí)能發(fā)出電能，雙饋發(fā)電機(jī)其轉(zhuǎn)子和定子都最終連于電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子和定子都參與勵(lì)磁，其定子和轉(zhuǎn)子都可以與電網(wǎng)有能量的交換。

多功能電量變送器應(yīng)用下的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)工作原理：通過(guò)葉輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械轉(zhuǎn)矩，通過(guò)主軸傳動(dòng)鏈，經(jīng)過(guò)齒輪箱增速到異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速后，通過(guò)勵(lì)磁變流器勵(lì)磁而將發(fā)電機(jī)的定子電能并入電網(wǎng)。如果超過(guò)發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子也處于發(fā)電狀態(tài)，通過(guò)變流器向電網(wǎng)饋電。

雙饋發(fā)電機(jī)正是由葉片通過(guò)齒輪箱變速，帶動(dòng)以達(dá)到定子側(cè)輸出相對(duì)好的正弦波，同時(shí)額定轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子側(cè)也能同時(shí)發(fā)出電流，已達(dá)到大的利用風(fēng)能效果。

PMSG 直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)在風(fēng)電中的工作圖示

永磁同步發(fā)電機(jī)是一種同步發(fā)電機(jī)，其中勵(lì)磁場(chǎng)由永磁體而不是線圈提供。術(shù)語(yǔ)“同步”是指轉(zhuǎn)子和磁場(chǎng)以相同的速度旋轉(zhuǎn)的事實(shí)，磁場(chǎng)是通過(guò)安裝在軸上的永磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的，并且電流會(huì)感應(yīng)到固定電樞中。

      永磁同步發(fā)電機(jī)取消了增速齒輪箱，發(fā)電機(jī)軸直接連接到風(fēng)機(jī)軸上，隨著風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)所發(fā)電力的頻率也是不斷變化的，所以還必須用一臺(tái)全功率變流器，將這些電能改變?yōu)楹泐l恒壓的交流電，才能并入電網(wǎng)，即變速恒頻技術(shù)。