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1、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的分類及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)蘭國軍電力系統(tǒng)及其自動化20111100351風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分類：1.獨(dú)立型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通常獨(dú)立型風(fēng)力發(fā)電規(guī)模較小，單機(jī)容量一般為10kW及以下，通過蓄電池等儲能裝置或與其它能源發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，用以解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題。2.并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。指接入電力系統(tǒng)運(yùn)行且規(guī)模較大的風(fēng)力發(fā)電場。單機(jī)容量一般在數(shù)百kW及MW。并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電場可以得到大電網(wǎng)的補(bǔ)償和支撐，大功率風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電是高效大規(guī)模利用風(fēng)能最經(jīng)濟(jì)的方式，是當(dāng)今世界利用風(fēng)能的主要方式。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分類：1.獨(dú)立型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)2.并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)小型直流混合系統(tǒng)小型交流混合系統(tǒng)A型：恒速恒頻B型：變
2、速恒頻C型：變速含部分功率變頻器D型：變速全功率變頻器型小型直流混合系統(tǒng)小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)常與其他能源混合發(fā)電，又可稱之為“混合電力系統(tǒng)”。1.傳統(tǒng)的直流混合系統(tǒng)，如下圖所示。小型風(fēng)力機(jī)輸出的交流頻率和電壓可變的交流電，經(jīng)過整流后輸送到電池組電壓等級的直流母線。能量存儲在電池中或通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流提供給負(fù)荷。電池組被用來平滑風(fēng)力機(jī)的功率波動，存儲有風(fēng)時(shí)產(chǎn)生的能量以備不時(shí)之需。特點(diǎn)及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.小型直流混合系統(tǒng)小型交流混合系統(tǒng)以交流母線為主體的小發(fā)電系統(tǒng)。光伏和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過專用快速逆變器接入交流電網(wǎng)。特點(diǎn)及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.小型交流混合系統(tǒng)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)A型：恒速恒頻此類型主要指鼠
3、籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)（SCIG）通過變壓器直接連接電網(wǎng)的恒速風(fēng)機(jī)，如下圖所示，雙繞組風(fēng)機(jī)也可歸于此類。因?yàn)槭蠡\式感應(yīng)電機(jī)需要從電網(wǎng)吸收無功功率，所以此類型風(fēng)力機(jī)使用電容器組進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，使用軟啟動器可以獲得平穩(wěn)的電網(wǎng)電壓。此類型的缺點(diǎn)是不支持速度控制，需要剛性電網(wǎng)支持，機(jī)械承受應(yīng)力大。特點(diǎn)及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)該類型還具體包括三種類型：（1）失速控制型。該機(jī)型在上世紀(jì)80~90年代被許多丹麥風(fēng)力機(jī)制造商采用。特點(diǎn)：簡單、堅(jiān)固、耐用。不能實(shí)現(xiàn)輔助啟動，無法控制風(fēng)力機(jī)的功率。（2）槳距控制型。優(yōu)點(diǎn)是可控功率，可控啟動和緊急停車。缺點(diǎn)：高風(fēng)速時(shí)很小的風(fēng)速變化也會導(dǎo)致很大的輸出功率波動。槳葉
4、調(diào)節(jié)能補(bǔ)償份額的緩慢變化，但陣風(fēng)情況不能補(bǔ)償。（3）主動失速控制型。低風(fēng)速時(shí)槳葉調(diào)節(jié)類似于槳距控制型風(fēng)機(jī)，高風(fēng)速時(shí)、使槳葉進(jìn)入深度失速狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)：能夠獲得更平穩(wěn)的有限功率，不會出現(xiàn)槳距控制型風(fēng)力機(jī)的高功率波動。并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)2.B型：有限變速指可變轉(zhuǎn)子電阻的有限變速風(fēng)力機(jī)，如下圖所示。OptiSlipTM，該技術(shù)是Vestas公司在20世紀(jì)90年代中期開始使用。使用繞線感應(yīng)發(fā)電機(jī)（WRIG）直接并網(wǎng)；同樣需要電容器組進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，使用軟起動器并網(wǎng)。由于轉(zhuǎn)子電阻可變使得轉(zhuǎn)差率可變，因此系統(tǒng)的功率輸出穩(wěn)定，可變轉(zhuǎn)子電阻的大小決定動態(tài)速度控制的范圍。特點(diǎn)及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)C
5、型：變速含部分功率變頻器此類型主要指雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(jī)（DFIG），如下圖所示。是含繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)電機(jī)（WRIG）和轉(zhuǎn)子電路中部分功率變頻器（額定值約為標(biāo)稱發(fā)電機(jī)功率的30%）。雙饋發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)類似于三相繞線式異步感應(yīng)電機(jī)，具有定、轉(zhuǎn)子兩套繞組，定子繞組并網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組外接三相轉(zhuǎn)差頻率變頻器實(shí)現(xiàn)交流勵磁。部分功率變頻器用來進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。雙饋發(fā)電機(jī)是指，在控制中發(fā)電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子都參與了勵磁，并且定、轉(zhuǎn)子兩側(cè)都有能量的饋送。優(yōu)點(diǎn)：變頻器的容量小，更具經(jīng)濟(jì)性，動態(tài)速度控制范圍快一般為同步轉(zhuǎn)速的-40%~30%。缺點(diǎn)主要是需要使用滑環(huán)和需要有電網(wǎng)故障保護(hù)，具有齒輪箱，結(jié)構(gòu)笨重，易出現(xiàn)機(jī)械故障。特點(diǎn)
6、及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)4.D型：變速全功率變頻器型此類型主要指發(fā)電機(jī)通過全功率變頻器并網(wǎng)的全變速風(fēng)力機(jī)。發(fā)電機(jī)主要有繞線轉(zhuǎn)子同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)（WRSG）或永磁同步發(fā)電機(jī)（PMSG），結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。其中一些全變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)省去了齒輪箱，此時(shí)需要直驅(qū)多級發(fā)電機(jī)，其直徑較大。直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī)根據(jù)全功率變流器的不同又可分為：（1）不可控整流+DC/DC升壓+PWM電壓源型逆變器型DC/DC環(huán)節(jié)將整流器輸出的直流電壓提高并保持穩(wěn)定在合適的范圍內(nèi)，使得逆變器的輸入電壓穩(wěn)定，提高運(yùn)行效率、減小諧波。（2）背靠背雙PWM變流器型優(yōu)點(diǎn)：后者中的PWM整流器可同時(shí)實(shí)現(xiàn)整流和升壓，效率較高，
7、通過電流隔離，機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)可以實(shí)現(xiàn)各自的控制策略。缺點(diǎn)：全控型器件數(shù)量多，控制電路復(fù)雜，增加了變流系統(tǒng)成本TheendThankyou！
