發(fā)布時間：2022年5月27日                       作者：德國GMC-I高美測儀（上海電勵士）

多功能電量變送器應用下的風力發(fā)電系統(tǒng)

重點部件介紹

☆ 發(fā)電機

目前主流采用的發(fā)電機類型有鼠籠式異步發(fā)電機（SCIG），雙饋式異步發(fā)電機（DFIG），直驅永磁同步發(fā)電機（PMSG）。

SCIG, Squirrel Cage Induction Generator

DFIG, Doubly-Fed Induction Generator

PMSG, Permanent Magnet Synchronous Generator

SCIG 定速異步發(fā)電機在風電中的工作圖示

圖示是指電動機的定子上為三相繞組，轉子為籠式的導條。因為該導條形狀與鼠籠相似，故稱之為鼠籠式異步發(fā)電機。電動機在定子繞組加三相交流電后，會形成旋轉磁場，其轉子上的閉合的導條會因為切割定子磁場的磁力線而感應出電勢和電流，而通電的導體在磁場中就會受到安培力，從而驅動轉子運動。電動機轉子就旋轉起來了。這就是鼠籠式三相異步電動機的工作原理。

Soft starter 軟啟動器（基于SCR可控硅整流器）：

 是定速的風機與電網(wǎng)連接期間使用的一種簡單且便宜的電氣組件。它的功能是通過在發(fā)電機中緩慢建立磁通量來減少浪涌電流，從而限制對電網(wǎng)并網(wǎng)時的沖擊干擾。

By-pass 旁路開關：

通過軟啟動器完成穩(wěn)定并網(wǎng)后，風機系統(tǒng)通過旁路開關合閘直接連接到電網(wǎng)?？梢詭椭谶\行狀態(tài)下的SCR散熱。

Capacitor bank 電容柜：

無功補償裝置，并網(wǎng)后立即并入無功補償裝置，提供功率因數(shù)至0.95以上。

DFIG 雙饋異步發(fā)電機在風電中的工作圖示

DFIG 雙饋異步發(fā)電機在風電中的工作圖示

雙饋式發(fā)電就是指感應電機的定子，轉子同時能發(fā)出電能，雙饋發(fā)電機其轉子和定子都最終連于電網(wǎng)，轉子和定子都參與勵磁，其定子和轉子都可以與電網(wǎng)有能量的交換。

多功能電量變送器應用下的風力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機工作原理：通過葉輪將風能轉變?yōu)闄C械轉矩，通過主軸傳動鏈，經(jīng)過齒輪箱增速到異步發(fā)電機轉速后，通過勵磁變流器勵磁而將發(fā)電機的定子電能并入電網(wǎng)。如果超過發(fā)電機同步轉速，轉子也處于發(fā)電狀態(tài)，通過變流器向電網(wǎng)饋電。

雙饋發(fā)電機正是由葉片通過齒輪箱變速，帶動以達到定子側輸出相對好的正弦波，同時額定轉速下，轉子側也能同時發(fā)出電流，已達到大的利用風能效果。

PMSG 直驅永磁同步發(fā)電機在風電中的工作圖示

永磁同步發(fā)電機是一種同步發(fā)電機，其中勵磁場由永磁體而不是線圈提供。術語“同步”是指轉子和磁場以相同的速度旋轉的事實，磁場是通過安裝在軸上的永磁機構產(chǎn)生的，并且電流會感應到固定電樞中。

      永磁同步發(fā)電機取消了增速齒輪箱，發(fā)電機軸直接連接到風機軸上，隨著風電機轉速的變化，永磁風力發(fā)電機所發(fā)電力的頻率也是不斷變化的，所以還必須用一臺全功率變流器，將這些電能改變?yōu)楹泐l恒壓的交流電，才能并入電網(wǎng)，即變速恒頻技術。