雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)ppt課件.ppt

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1、單位：哈達(dá)圖風(fēng)電場2014年08月·張朕瑋1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用及維護(hù)一、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理二、故障分析和處理方法三、維護(hù)保養(yǎng)四、保管及使用期限主要內(nèi)容2一、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理1、雙饋型風(fēng)電機(jī)組的構(gòu)成及原理2、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)31、雙饋型風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成及原理該系統(tǒng)由雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)(DFWG)、變流器、變壓器、風(fēng)機(jī)、濾波器等部分組成。其中，DFWG的定子和電網(wǎng)采用硬耦合，DFWG的轉(zhuǎn)子經(jīng)變頻器再與電網(wǎng)相連。雙饋發(fā)電機(jī)的定子繞組接工頻電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組由具有可調(diào)節(jié)頻率、相位、幅值和相序的三相電源勵磁，采用雙向可逆專用變頻

2、器。雙饋發(fā)電機(jī)可以在不同的風(fēng)速下運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速可以隨風(fēng)速的變化做相應(yīng)調(diào)整，使風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行始終處于最佳狀態(tài)，提高了風(fēng)能的利用率。同時，通過控制饋入轉(zhuǎn)子繞組的電流參數(shù)，不僅可以保持定子輸出的電壓和頻率不變，還可以調(diào)節(jié)輸入到電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖1變速恒頻雙饋風(fēng)電機(jī)組的系統(tǒng)原理圖。4變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)運(yùn)行時電機(jī)轉(zhuǎn)速與定、轉(zhuǎn)子繞組電壓頻率關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式：f1=（p/120）×nr±f2式中：f1為定子電壓頻率；p為電機(jī)的極數(shù)；nr為雙饋發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；f2為轉(zhuǎn)子勵磁電壓頻率。由上式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速nr發(fā)生變化時，若調(diào)節(jié)f2變化，可使f1保持恒定

3、不變，實現(xiàn)雙饋發(fā)電機(jī)的變速恒頻控制。1、雙饋型風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成及原理51、雙饋型風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成及原理亞同步發(fā)電運(yùn)行nr＜n1時，（即0＜S＜1）f2取正號，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機(jī)的能量關(guān)系為：P電磁=P機(jī)械+P轉(zhuǎn)差P上網(wǎng)=P電磁（定子饋電，轉(zhuǎn)子由變頻器提供勵磁）超同步發(fā)電運(yùn)行nr＞n1時，（即S＞1）f2取負(fù)號，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機(jī)的能量關(guān)系為：P機(jī)械=P轉(zhuǎn)差+P電磁P上網(wǎng)=P轉(zhuǎn)差+P電磁（定子饋電+轉(zhuǎn)子饋電）注：n1為發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。6當(dāng)雙饋發(fā)電機(jī)輸出的有功功率和轉(zhuǎn)速保持恒定時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵磁電流可以調(diào)節(jié)無功功率，控制功率因數(shù)。當(dāng)處于“欠

4、勵狀態(tài)”時，定子電流Is超前于電網(wǎng)電壓Us，定子電流中有超前的無功分量，發(fā)電機(jī)的輸出中，有超前的無功功率；當(dāng)從某一欠勵磁狀態(tài)開始增加轉(zhuǎn)子勵磁電流時，發(fā)電機(jī)輸出的超前無功功率開始減少，從而定子電流中超前的無功分量也開始減少；達(dá)到正常勵磁時，無功功率變?yōu)榱?，定子?cè)電流中的無功分量也變?yōu)榱?，此時cosφ=1；如果此后繼續(xù)增加轉(zhuǎn)子勵磁電流，將進(jìn)入“過勵狀態(tài)”，定子電流Is滯后于電網(wǎng)電壓Us，定子電流中有滯后的無功分量，發(fā)電機(jī)將輸出滯后性的無功功率，隨著轉(zhuǎn)子勵磁電流的增加，定子電流中滯后的無功分量也增加。因此，欠勵磁時功率因數(shù)超前（容性），過勵磁時功率因

5、數(shù)滯后（感性）。雙饋發(fā)電機(jī)具有與同步發(fā)電機(jī)相似的無功功率調(diào)節(jié)特性曲線（即“V”形曲線）。1、雙饋型風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成及原理7c、雙饋發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)由于定子直接與電網(wǎng)連接，轉(zhuǎn)子采用變頻器供電，因此，系統(tǒng)中的變頻器容量僅取決于發(fā)電機(jī)運(yùn)行時的最大轉(zhuǎn)差功率，一般發(fā)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)差率為25%~35%，因而變頻器的最大容量僅為發(fā)電機(jī)額定容量的1/4~1/3。這樣，系統(tǒng)的總體配置費(fèi)用就比較低。具有變速恒頻的特性?？梢詫崿F(xiàn)有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)。1、雙饋型風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成及原理8d、雙饋發(fā)電機(jī)考核的關(guān)鍵點(diǎn)1工作特性空載特性測定負(fù)載特性測定（包括轉(zhuǎn)子繞組短路狀態(tài)下異步發(fā)電機(jī)

6、的固有特性和轉(zhuǎn)子繞組由雙向逆變器供電狀態(tài)下的調(diào)節(jié)特性）效率計算和特性曲線繪制2溫升考核cosΦ=1cosΦ=±0.953一般電機(jī)試驗項目絕緣介電性能、噪聲、振動、超速、轉(zhuǎn)動慣量等1、雙饋型風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成及原理94其它輸出電能質(zhì)量由于電網(wǎng)本身質(zhì)量的影響因素和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組所接雙向逆變器非正弦電源的影響因素不易排除，因此，對雙饋發(fā)電機(jī)輸出電能的質(zhì)量很難有個準(zhǔn)確合理的界定，此項性能的考核方法還有待商榷。短路電抗測定在這里，“短路”的概念指的是發(fā)電機(jī)的突然三相短路，“電抗”的概念指的是發(fā)電機(jī)在突然三相短路的瞬變狀態(tài)下的超瞬變電抗。這以往是在同步發(fā)電機(jī)中需

7、要考慮的一種過渡過程，由于在這一過程中，電流、轉(zhuǎn)矩的變化較大，需要考慮與發(fā)電機(jī)相連的電器與機(jī)械系統(tǒng)的承受能力，而雙饋發(fā)電機(jī)的工作原理與同步發(fā)電機(jī)有一定的相似性，因此，對雙饋發(fā)電機(jī)進(jìn)行短路電抗測定也開始被提及。鑒于目前國際上對此還沒有一個具體的測定方法，所以，我們至今也沒有看到一個具體測定的實例。如果參照同步發(fā)電機(jī)測定短路電抗的方法，在試驗條件和操作性方面，還有一些具體問題需要解決。因此，以上兩項，目前只能作為研究項目，尚不能進(jìn)行正式的考核。1、雙饋型風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成及原理10發(fā)電機(jī)類型：交流異步雙饋發(fā)電機(jī)極數(shù)：4額定輸出功率：1551kW額定定子輸

8、出功率：1299kW額定轉(zhuǎn)子輸出功率：252kW定子額定電壓：690V轉(zhuǎn)子開路電壓：1870V額定轉(zhuǎn)速：1750r/min工作轉(zhuǎn)速范圍：1000~20