【東營發(fā)電機出租】異步發(fā)電機在風力發(fā)電中的應用

時間：2021-09-15

風力發(fā)電是當今新能源應用的重要方向。包含異步電機和電力電子變換器的風力發(fā)電系統(tǒng)具有良好的應用前景。本文介紹了我國風力產業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展展望，分析了籠型異步電機和繞線型異步電機在大型風電基地、海上發(fā)電和離網式應用中的優(yōu)勢。

為了緩解能源危機、環(huán)境污染和發(fā)展低碳經濟，人們越來越重視新能源與可再生能源的應用。其中，風力發(fā)電是新能源技術中較成熟、較具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展較強勁的發(fā)電方式之一。

據(jù)中國風能協(xié)會發(fā)布的《2012年中國風電裝機容量統(tǒng)計》顯示，我國累計安裝風電機組53764臺，裝機容量75324.2MW。其中，風力資源主要集中在“三北”地區(qū)(東北、華北、西北)、沿海及海上風能豐富區(qū)以及內陸局部風能分布區(qū)。而風力發(fā)電本身也顯示出由小規(guī)模向大規(guī)模、小容量向大容量、恒速恒頻向變速恒頻、單一陸地向海陸兼顧的發(fā)展趨勢。

實際風能利用中，電勵磁同步機在并網時，會因風速的不穩(wěn)定性造成功率的沖擊，不利于發(fā)電機和整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，因此不能用于齒輪驅動的直接并網風力發(fā)電系統(tǒng);永磁式同步電機效率較高，只能通過整流逆變的變速恒頻的方式并網發(fā)電，還有永磁材料容量和強度的限制。根據(jù)轉子結構不同，一般可將異步電機分為繞線式和鼠籠式兩種?；\型異步電機方便變較，是較早應用的可直接并網的風力發(fā)電機;繞線式異步電機即雙饋電機，在背靠背變流器的控制下，可大范圍變速并網運行。因此，異步電機在國內外風力發(fā)電領域中具有明顯的應用優(yōu)勢。

本文將結合風力發(fā)電的發(fā)展背景，對異步電機在風電場合的應用優(yōu)勢進行說明，并指明高性能的異步電機風力發(fā)電系統(tǒng)離不開電力電子技術的支撐。

繞線型異步電機概述

繞線型異步電機的轉子可與外部連接，如雙饋異步發(fā)電機(DFIG)和OptiSlip感應發(fā)電機(OSIG)等。其中，DFIG在我國風電中應用較多。雙饋異步發(fā)電機定子繞組直接連接定頻三相電網，轉子外連電力電子變流器，以控制轉子的電氣特性，如轉子電壓和頻率。在**同步發(fā)電狀態(tài)，發(fā)電機的轉速變化時，可通過電力電子背靠背變換器調節(jié)轉子頻率使定子頻率與電網頻率相同，實現(xiàn)轉子側和定子側同時向電網饋電與變速恒頻發(fā)電控制。

繞線型雙饋異步電機的結構帶來的優(yōu)缺點如下：

1. 流過轉子電路中的功率為轉差功率，一般只有發(fā)電機額定功率的1/4～1/3;

2. 可控制無功功率，通過獨立控制轉子勵磁電流來解耦有功和無功功率，無須從電網勵磁，而從轉子電路中勵磁;

3. 不可避免的要使用滑環(huán)和電刷。

在大型風電基地中的適用性

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