风力发电机及其系统.ppt

*恒速恒频笼型异步风力发电机系统笼型异步风力发电机的工作原理—旋转磁场(1)向对称三相绕组中通入对称三相交流电流，可形成行波磁场；(2)如果绕组分布在圆周上，则行波磁场为旋转磁场；(3)旋转磁场在一个圆周内，呈现出的磁极（N、S极）数目称为极数，用2p表示。(4)旋转磁场的转向取决于三相电流的相序，转速n1取决于电流的频率f和极对数p：——同步转速第31页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统笼型异步风力发电机的工作原理—电磁感应（1）定子三相电流产生旋转磁场，以同步转速n1旋转（2）旋转磁场在转子导条中产生感应电动势e和电流i（3）i在磁场中受力f，产生电磁转矩T（4）若转子以转速nn1,向n1的方向旋转，T为制动转矩转差率:同步转速n1与转子转速n的差与同步转速n1的比值，称为转差率，用s表示，即:n＝(1－s)n1或：第32页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统发电机状态电动机状态用转差率s可以表示异步电机的运行状态!n＞n1＞0s＜00＜n＜n10＜s＜101n10ns笼型异步风力发电机的运行状态第33页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统笼型异步风力发电机的等值电路一相等值电路定子漏阻抗、转子漏阻抗（折合）、励磁阻抗转子可变电阻反映发电机的负载状况第34页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统笼型异步风力发电机的电磁功率表述定子输出功率：定、转子铜损耗：电磁功率：铁损耗：第35页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统笼型异步风力发电机的等值电路一相等值电路定子漏阻抗、转子漏阻抗（折合）、励磁阻抗转子可变电阻反映发电机的负载状况第36页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统笼型异步风力发电机的功率流程图第37页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统电磁转矩：电动机状态：0＜n＜n1，0＜s＜1发电机状态：0＜n1＜n，s＜0软特性vs.硬特性笼型异步风力发电机的机械特性曲线第38页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统笼型异步风力发电机系统的特点（1）无功补偿：发电机励磁消耗无功功率，皆取自电网。应选用较高功率因数发电机，并在机端并联电容；（由于负荷经常变动，固定电容难以做到完全补偿。可能出现过补或欠补现象，造成电网电压浮动。可考虑在变电站加装可控无功补偿装置SVC）（2）软并网：并网瞬间与异步电动机起动相似，存在很大的冲击电流，应在接近同步转速时并网，并加装可控硅软起动限流装置；第39页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统笼型异步风力发电机系统的特点（3）过载能力：发电机的机械特性曲线较硬，允许转子转速变动范围小，导致风力机的风能转换率偏低。风速不稳时，风电机组容易受到冲击机械应力；（软特性发电机的转子损耗较大，发热严重）（4）高效轻载：绝大部分时间处于轻载状态，要求发电机的效率曲线平坦，在中低负载区效率较高。可考虑在轻载区，将定子绕组由角接改为星接，降低铁耗。第40页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频笼型异步风力发电机系统笼型双速异步风力发电机系统的特点（1）变极双速笼型异步风力发电机方案在同一台发电机的定子铁心中，埋设两套不同极对数的电枢绕组（通常为4/6极）。根据需要，可在两套绕组切换，以获得合适的运行转速。高速绕组角接，低速绕组星接，以降低轻载运行时的铁心磁密和损耗。（2）大、小电机方案：采用两台不同容量、不同极对数的单速笼型异步发电机同轴串联。高速发电机角接，低速发电机绕组星接。根据需要，可在两套绕组切换。与变极双速方案相比，小电机的负荷率较高，发电效率更高、第41页，课件共74页，创作于2023年2月*恒速恒频RCC异步风力发电机系统RCC：RotorCurrentControl，转子电流控制定义：转子电流控制技术是指通过电力电子开关和脉宽调制（PWM）来控制绕线型异步发电机转子电流的一项技术。系统的结构特征：（1）采用变桨风