各种风电机组结构类型介绍

各种风电机组结构类型介绍,2020/9/4,内容提纲,失速型异步发电机组 双馈型变速恒频发电机组 双馈无刷发电机组 异步鼠笼发电机+四象限变流器机组 低速永磁直驱发电机组 中速半直驱永磁发电机组,内容提纲,高速永磁发电机组 中速、高速电励磁式同步发电机组 直驱型电励磁式同步发电系统机组 复合励磁发电机组 齿轮箱速比可调的风力发电机组机组 多发电机型风力发电机组,结构a,风力发电机组结构形式,针对目前国际市场上和一些研究部门的研究结果，按照机组选用的驱动链结构、发电机和功率变送装置的不同，大致可划分为下列几种结构形式的风力发电机组。 结构a：此结构为20世纪80年代、90年代丹麦制造商普遍常用的结构，上风向，失速调节，三叶片，采用笼型感应发电机、电容无功功率补偿装置和软启动装置。,结构b,结构b：采用全容量的频率变换器替代电容无功功率补偿和软启动装置，使机组可以变速运行。,结构c,结构c：这种结构应用于绕线转子发电机，20世纪90年代被Vestas所采用，称为“优化滑差”（Optislip）技术，基本思想是通过控制转子外部串接的电子变换装置，达到调节转子电阻的目的，优化机组滑差运行范围在10%左右。机组可在一定滑差范围内变速运行。,结构d,结构d：这种结构适用于绕线转子双馈感应发电机，采用频率变换器直接控制转子绕组的电流，达到控制发电机功率输出的目的，采用的频率变换器为发电机额定功率的20%30%容量。这种概念的引进有两个优点：较之优化滑差调节变速范围加宽，较之全容量功率变换器成本降低。机组可在30%滑差范围内变速运行。,结构e,结构e：这种结构应用在离网型风力发电机上较普遍，无齿轮箱式永磁发电机，23叶片上风向，通过整流桥给电池充电。2000年由ABB提出应用此种结构，采用多极3.5MW永磁发电机，二极管整流桥产生21kV的直流电压，采用轻型直流输电（HVDC Light）技术输送电能。,结构f,结构g,结构f：这种结构应用不普遍，原因有：需要外部励磁电路，需要滑环，机组安全控制更复杂。 结构g：这种结构应用也不普遍，原因是功率变换器需四象限运行。,结构h,结构h：这种结构采用多极同步发电机，不需齿轮箱传动，Enercon和Lagerwey风机制造商的机组有采用此种技术。,总之，结构a属传统风力发电机概念，不支持变速运行外，其它结构的风力发电机组都可变速运行 。,失速,主动失速,水平轴,立轴,失速型异步发电机组,双馈异步风力发电系统：,双馈无刷发电机型：,双馈无刷发电机：,异步鼠笼发电机 + 四象限变流器,1）通过改变定子侧同步频率的方式实现并 网发电； 2）无滑环，可靠运行，长寿命，适合于海上风电场； 3）发电机价格低廉； 4）低速时可电动运行.,直驱型,直驱型控制图,半直驱型, 一级行星齿轮箱 9:1 发电机转速：190rpm 极数：72极,半直驱型,高速永磁发电机型,ABB高速永磁发电机组,frequency converter,Advanced solution: PM generator with high speed speed gear,synchronous generator (speed typically 1000.2000 rpm),gearbox,pitch drive,rotor bearing,wind turbine control,converter control,DC,generator side converter,line side converter,10 . 24 kV, f = 50 Hz or 60 Hz,line coupling transformer,main circuit breaker,brake,medium voltage switchgear,Advanced solution: PM generator with high speed gear,Mechanically identical to main stream solutions No slip rings Typically 6 or 8 pole Generator speed typically 10002000 rpm Low generator weight, compact design High efficiency generator,Star connection, possible solution for wind farms,filter,main converter 15.30 MW,DC-link i.e. 3.5 kV or 18. .24 kV or low frequency,main control center,data bus,10.24 kV f = 50 Hz or 60 Hz,line coupling transformer,Container,generator side converter,中速、高速电励磁式同步发电系统,低速直驱型电励磁同步发电系统,复合励磁发电系统,复合励磁永磁同步发电机的总体结构,1-转轴 2-轴承 3-端盖 4-辅助电励磁部分 5-定子 6 -转子,气隙磁场可调，输出电压稳定 功率密度高，结构紧凑，体积小，无刷 适合应用于无齿轮箱直驱或一级齿轮箱中速风力发电,齿轮箱速比可调的风力发电机组,个 250rpm 永磁同步发电机,多发电机型,永磁多发电机型：,交流异步多发电机型：,本节结束！,