风力发电机并网原理.ppt

风力发电机并网 一、双馈异步发电机并网方式简介 二、华锐风机并网方式简介 三、 GE风机并网方式简介 一、双馈异步发电机并网方式简介 1.双馈异步发电机 发电机的定子直接连接到电网上，转子 和变流器相连。当风力驱动发电机旋转 时，在变流器的控制下，发电机把机械 能转换成电能向电网馈电。 实际运行中，如果转子的机械转速 nr2与三相交流电流在转子表面产生的旋转磁 场的转速 nr1(两者方向可以相同或相反 ) 之和等于电网频率为 50Hz的发电机的同 步转速 ns，即 nr1 nr2=ns，此时在发电 机气隙中形成的同步旋转磁场就会在发 电机定子绕组中感应出频率为 50Hz的感 应电势。 从定子侧看，这与一般同步发电机具有 直流励磁的转子以同步转速旋转时，在 发电机气隙中形成的同步旋转磁场是等 效的。因而，只要做到转子的机械转速 nr2和三相交流电流在转子表面产生的旋 转磁场的转速 nr1互补，即 nr1 nr2 ns， 就可以在不同的转子转速情况下，在定 子绕组中总能感应出频率恒定的 50Hz交 流电。 此时输入转子电流的频率 fr1为： fr1=Pnr1/60=p(ns-nr2)/60=PnsS/60=Sfs 式中： S 转子滑差 fs-工频 上式表明：当发电机的转子以不同的转速 （滑差为 S）运行时，只要根据转子转速的变 化来调节输入转子电流的频率，使变频器在转 子三相对称绕组中随时输入滑差频率 fr1的电流， 就可以在发电机气隙中形成同步速度的旋转磁 场，在定子绕组中产生恒定频率的电势，满足 其并网运行的要求。 双馈异步发电机变速恒频的特点，适应了风 力发电机组转速范围大的运行方式，其功率因 数可调的特点，有利于风电场接入点的电网电 压稳定性。 双馈异步发电机所配变频器功率较小，只有 总功率的 30%左右，故风力发电机组整体的价 格较低。 同步发电机应用在发电机组中，需要用全功 率变频器，导致风力发电机组整体成本较高。 双馈异步发电机的缺点是有滑环结构，需要 经常维护。 2. 主要三种并网方式 交流励磁变速恒频发电机采用双馈型异步发电机 ,与传 统的直流励磁同步发电机以及通常的异步发电机相比 , 其并网过程有所不同。采用交流励磁后 ,可根据电网电 压和发电机转速来调节励磁电流 , 进而调节发电机输出 电压来满足并网条件 ,因而可在变速条件下实现并网 。 变速恒频风力发电机组的并网方式主要有空载并网 ,带 独立负载并网 ,孤岛并网。其中 ,空载并网和带独立负载 并网 2种方式中 ,转子励磁变换器直接与电网相连 ,双馈 电机定子与电网经过开关相连 ,而孤岛并网方式则是定 子与转子励磁变换器直接连接 ,再经过开关连接到电网 , 电网经过预充电变压器与直流母线连接。 二、华锐风机并网方式简介 1. 预充电 (S2)：防止高频滤波器件过流。 预充电接触器吸和，变频器直流母排充 电至 970DC左右，网侧变频器工作，母 排直流电压经网侧变频器逆变使 A点电压 渐升为 690AC，且电流值为 57A。如果没 有预充电环节，直接吸和网侧接触器， 会使 A点瞬间过电流。 2. 网侧变频器接触器闭合 (S6)。网侧变频 器接触器闭合，同时预充电接触器断开， 能量从网侧经变频器至直流母排，母排 电压为 1050DC，网侧变频器提供系统所 需无功能量，包括变压器、高频滤波装 置等。 3. 电机侧变频器启动 (S7)。网侧变频器电 流 80A左右，电机侧变频器电流 20A左右。 4. 同步 (S7-syn)。风机转速达到 1200- 1400rpm，电机侧变频器注入 140A电流， 电机定子侧电压达到 690V。 5. 定子接触器闭合，发电 (S8)。定子电压 幅值、相位、频率与电网电压近乎一致， 定子接触器闭合，风机并网发电。 三、 GE风机并网方式简介 1. 预充电：预充电接触器 MA吸和，变频 器直流母排充电至 970DC左右，机侧变 频器工作，母排直流电压经机侧变频器 逆变对发电机转子加电压。 2.风机达到并网转速，同时网侧变频器及 5Q2检测电压等条件达到并网条件，网侧 接触器合，预充电接触器分。 3. 5Q1和 5Q2检测 5Q3两侧电压、频率等 并网条件，如条件达到 5Q3合，风机并网 谢 谢 ！