一、什么是風(fēng)電變流器
風(fēng)電變流器,是雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)中,加在轉(zhuǎn)子側(cè)的勵磁裝置,其主要功能是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n變化時,通過變流器控制勵磁的幅值、相位、頻率等,使定子側(cè)能向電網(wǎng)輸入恒頻電。
二、風(fēng)電變流器的結(jié)構(gòu)組成
風(fēng)電變流器可以優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)寬風(fēng)速范圍內(nèi)的變速恒頻發(fā)電,改善風(fēng)機(jī)效率和傳輸鏈的工作狀況,減少發(fā)電機(jī)損耗,提高運(yùn)行效率,提升風(fēng)能利用率,在風(fēng)電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,那么風(fēng)電變流器的結(jié)構(gòu)由哪些部分組成呢?
風(fēng)電變流器由主電路系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成,其零部件主要有定子并網(wǎng)開關(guān)、整流模塊、逆變模塊、輸入/輸出濾波器、IGBT、PLC、JCE1000-AXS電流傳感器、風(fēng)機(jī)、有源Crowbar電路、控制器、監(jiān)控界面等。
1、變流器主電路系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子側(cè)逆變器、直流母線單元、電網(wǎng)側(cè)整流器。
2、配電系統(tǒng)由并網(wǎng)接觸器、主斷路器、繼電器、變壓器等組成,自身集成有并網(wǎng)控制系統(tǒng)。
3、控制系統(tǒng)由高速數(shù)字信號處理器(DSP)、人機(jī)操作界面和可編程邏輯控制器(PLC)共同構(gòu)成。
三、風(fēng)電變流器工作原理是什么
風(fēng)電變流器采用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術(shù),通過對雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行勵磁,使得雙饋發(fā)電機(jī)的定子側(cè)輸出電壓的幅值、頻率和相位與電網(wǎng)相同,并且可根據(jù)需要進(jìn)行有功和無功的獨(dú)立解耦控制,具體的工作原理是:
在直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,全功率變流器是永磁同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間的橋梁。永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電是隨著風(fēng)的變化而變化的,不能直接接入電網(wǎng)。變流器的機(jī)側(cè)對幅值和頻率變化的交流進(jìn)行PWM整流,整流后的直流經(jīng)變流器的網(wǎng)側(cè)進(jìn)行PWM逆變,將直流逆變成幅值和頻率穩(wěn)定的交流,經(jīng)濾波器、升壓變壓器并入電網(wǎng)。
風(fēng)電變流器的機(jī)側(cè)接入永磁發(fā)電機(jī)的兩個繞組,根據(jù)主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩指令,機(jī)側(cè)1#繞組控制系統(tǒng)控制1#橋單元,機(jī)側(cè)2#繞組控制系統(tǒng)控制2#橋單元,進(jìn)行PWM整流,從而實(shí)現(xiàn)變流器對永磁同步發(fā)電機(jī)的控制。變流器的網(wǎng)側(cè)輸出接到升壓變壓器并網(wǎng),根據(jù)直流電壓和主控下設(shè)無功功率,網(wǎng)側(cè)控制系統(tǒng)采用矢量控制技術(shù)控制三個相單元,將有功和設(shè)定的無功經(jīng)濾波器送入電網(wǎng)。如果單獨(dú)運(yùn)行網(wǎng)側(cè)逆變單元,可以作為靜態(tài)無功發(fā)生器(SVG)使用,對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。控制系統(tǒng)采用三個DSP分別對變流器的電機(jī)側(cè)1#繞組、電機(jī)側(cè)2#繞組和電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行控制,在三個DSP之間采用高速串行總線進(jìn)行通訊以協(xié)調(diào)機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)之間的工作。