風力發(fā)電機并網(wǎng)原理.ppt

風力發(fā)電機并網(wǎng) 一、雙饋異步發(fā)電機并網(wǎng)方式簡介 二、華銳風機并網(wǎng)方式簡介 三、 GE風機并網(wǎng)方式簡介 一、雙饋異步發(fā)電機并網(wǎng)方式簡介 1.雙饋異步發(fā)電機 發(fā)電機的定子直接連接到電網(wǎng)上，轉子 和變流器相連。當風力驅動發(fā)電機旋轉 時，在變流器的控制下，發(fā)電機把機械 能轉換成電能向電網(wǎng)饋電。 實際運行中，如果轉子的機械轉速 nr2與三相交流電流在轉子表面產生的旋轉磁 場的轉速 nr1(兩者方向可以相同或相反 ) 之和等于電網(wǎng)頻率為 50Hz的發(fā)電機的同 步轉速 ns，即 nr1 nr2=ns，此時在發(fā)電 機氣隙中形成的同步旋轉磁場就會在發(fā) 電機定子繞組中感應出頻率為 50Hz的感 應電勢。 從定子側看，這與一般同步發(fā)電機具有 直流勵磁的轉子以同步轉速旋轉時，在 發(fā)電機氣隙中形成的同步旋轉磁場是等 效的。因而，只要做到轉子的機械轉速 nr2和三相交流電流在轉子表面產生的旋 轉磁場的轉速 nr1互補，即 nr1 nr2 ns， 就可以在不同的轉子轉速情況下，在定 子繞組中總能感應出頻率恒定的 50Hz交 流電。 此時輸入轉子電流的頻率 fr1為： fr1=Pnr1/60=p(ns-nr2)/60=PnsS/60=Sfs 式中： S 轉子滑差 fs-工頻 上式表明：當發(fā)電機的轉子以不同的轉速 （滑差為 S）運行時，只要根據(jù)轉子轉速的變 化來調節(jié)輸入轉子電流的頻率，使變頻器在轉 子三相對稱繞組中隨時輸入滑差頻率 fr1的電流， 就可以在發(fā)電機氣隙中形成同步速度的旋轉磁 場，在定子繞組中產生恒定頻率的電勢，滿足 其并網(wǎng)運行的要求。 雙饋異步發(fā)電機變速恒頻的特點，適應了風 力發(fā)電機組轉速范圍大的運行方式，其功率因 數(shù)可調的特點，有利于風電場接入點的電網(wǎng)電 壓穩(wěn)定性。 雙饋異步發(fā)電機所配變頻器功率較小，只有 總功率的 30%左右，故風力發(fā)電機組整體的價 格較低。 同步發(fā)電機應用在發(fā)電機組中，需要用全功 率變頻器，導致風力發(fā)電機組整體成本較高。 雙饋異步發(fā)電機的缺點是有滑環(huán)結構，需要 經常維護。 2. 主要三種并網(wǎng)方式 交流勵磁變速恒頻發(fā)電機采用雙饋型異步發(fā)電機 ,與傳 統(tǒng)的直流勵磁同步發(fā)電機以及通常的異步發(fā)電機相比 , 其并網(wǎng)過程有所不同。采用交流勵磁后 ,可根據(jù)電網(wǎng)電 壓和發(fā)電機轉速來調節(jié)勵磁電流 , 進而調節(jié)發(fā)電機輸出 電壓來滿足并網(wǎng)條件 ,因而可在變速條件下實現(xiàn)并網(wǎng) 。 變速恒頻風力發(fā)電機組的并網(wǎng)方式主要有空載并網(wǎng) ,帶 獨立負載并網(wǎng) ,孤島并網(wǎng)。其中 ,空載并網(wǎng)和帶獨立負載 并網(wǎng) 2種方式中 ,轉子勵磁變換器直接與電網(wǎng)相連 ,雙饋 電機定子與電網(wǎng)經過開關相連 ,而孤島并網(wǎng)方式則是定 子與轉子勵磁變換器直接連接 ,再經過開關連接到電網(wǎng) , 電網(wǎng)經過預充電變壓器與直流母線連接。 二、華銳風機并網(wǎng)方式簡介 1. 預充電 (S2)：防止高頻濾波器件過流。 預充電接觸器吸和，變頻器直流母排充 電至 970DC左右，網(wǎng)側變頻器工作，母 排直流電壓經網(wǎng)側變頻器逆變使 A點電壓 漸升為 690AC，且電流值為 57A。如果沒 有預充電環(huán)節(jié)，直接吸和網(wǎng)側接觸器， 會使 A點瞬間過電流。 2. 網(wǎng)側變頻器接觸器閉合 (S6)。網(wǎng)側變頻 器接觸器閉合，同時預充電接觸器斷開， 能量從網(wǎng)側經變頻器至直流母排，母排 電壓為 1050DC，網(wǎng)側變頻器提供系統(tǒng)所 需無功能量，包括變壓器、高頻濾波裝 置等。 3. 電機側變頻器啟動 (S7)。網(wǎng)側變頻器電 流 80A左右，電機側變頻器電流 20A左右。 4. 同步 (S7-syn)。風機轉速達到 1200- 1400rpm，電機側變頻器注入 140A電流， 電機定子側電壓達到 690V。 5. 定子接觸器閉合，發(fā)電 (S8)。定子電壓 幅值、相位、頻率與電網(wǎng)電壓近乎一致， 定子接觸器閉合，風機并網(wǎng)發(fā)電。 三、 GE風機并網(wǎng)方式簡介 1. 預充電：預充電接觸器 MA吸和，變頻 器直流母排充電至 970DC左右，機側變 頻器工作，母排直流電壓經機側變頻器 逆變對發(fā)電機轉子加電壓。 2.風機達到并網(wǎng)轉速，同時網(wǎng)側變頻器及 5Q2檢測電壓等條件達到并網(wǎng)條件，網(wǎng)側 接觸器合，預充電接觸器分。 3. 5Q1和 5Q2檢測 5Q3兩側電壓、頻率等 并網(wǎng)條件，如條件達到 5Q3合，風機并網(wǎng) 謝 謝 ！