变流器介绍研讨.pptxVIP

变流器风力发电知识普及与交流（3）风力发电需要解决的控制问题恒速恒频方式指在风力发电过程中，保持发电机的转速不变，从而得到恒频的电能。由于风能与风速的三次方成正比，恒速恒频机组的转速保持不变，而风速又经常在变化，显然风能利用率很低变速恒频方式即风力发电机组的转速随风速的波动作变速运行，但仍输出恒定频率的交流电。这种方式可提高风能的利用率，但将导致必须增加实现恒频输出的电力电子设备在风力发电中，当风力发电机与电网并联运行时，要求风电的频率与电网频率保持一致，即频率保持恒定。永磁同步发电机（直驱式）＋全功率变流器。变速恒频运行的实现方案双馈异步发电机＋部分功率变流器风电变流器及产业概况国外主流风机变流器生产商其中：CONVERTEAM、ABB、EMERSON等占有国内前几位的市场份额风电变流器及产业概况国内风机变流器产业到目前为止，国内从事变流器生产的厂家有20 多家，主要有禾望电气、阳光电源、科诺伟业、龙源电气、清能华福、大全集团、九洲电气、北京能高、海得控制、荣信股份等，已逐渐形成了一个国产自主品牌风能变流器产品的竞争群体。     目前，美国超导、ABB、Converteam、Switch 等国外品牌占有我国大部分的市场份额。在国内风能变流器厂家中，禾望电气、阳光电源、科诺伟业凭借研发优势处于竞争的第一梯队。变流技术直流斩波器逆变：直流变交流（DC-AC）电力变换斩波：直流变直流（DC-DC）实现实现逆变器变压、变频、移相：交流变交流（AC-AC）变压器、变频器移相器整流：交流变直流（AC-DC）整流器实现实现双馈风机电气原理图双馈式风机变流器特点双馈型系统的变流器容量（相当于转差功率）一般只占发电机组额定功率的30％左右，体积和重量较小，因而具有较低的成本。容量小，成本低定子直接与电网相连，风机对电网的波动比较敏感，在电网电压波动时，比较容易跳闸脱网。在低风速时，发电机转子绕组通过变流器向发电机馈入励磁功率,发电效益较低；在高风速时，发电机转子绕组向换流器输出励磁功率，发电效益较高；直驱式风机电气原理图机侧变流器将电机定子输出的三相交流整流为直流，实现电机在不同的风速和转速条件下稳定的直流电压输出。网侧变流器将直流电流转换成三相交流电送入电网，实现全功率风电机组的可靠并网运行。变流器系统组成变流器系统网侧模块网侧滤波器机侧模块机侧滤波器Chopper模块软启回路变流器系统组成用于将机侧模块输出的能量回馈电网，在电网波动的情况下维持直流母线电压的稳定。网侧模块接在电网和网侧模块之间，用于吸收高频分量。连接在发电机定子上，通过控制定子转矩电流实现发电机转矩的调节，并且把发电机发出的电能转换到直流母线上。网侧滤波器机侧模块变流器系统组成可以有效降低机侧电压的变化率，改善定子承受的电应力，延长发电机定子的绝缘寿命。主要用于抑制直流母线过电压，实现对变流器的保护，并且在电网跌落时实现低电压穿越功能。机侧滤波器软启回路Chopper模块减小启机对电网和变流器的冲击。低电压穿越LVRT(LowVoltageRideThrough)是指当电网故障或扰动引起的风电场并网点的电压跌落时，在一定电压跌落范围内，风电机组能够不间断并网运行，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。低电压穿越的概念电网电压跌落对并网风电机组有着较大的影响。暂态过程导致发电机中出现的过电流会损坏电力电子器件，附加的转矩、应力过大则会损坏风电机组的机械部件。电压跌落的危害一般通过保护切除风电机组的方法来处理a)电网电压峰值(标幺值)b)直流母线电压(标幺值)c)网侧电流(标幺值)保护切机的影响LVRT必不可少风电装机比例较低时，允许风电场在电网发生故障及扰动时切除，不会引起严重后果。风电装机比例较高时，在高风速期间，大量风电切除会导致系统潮流的大幅变化，甚至可能引起大面积的停电，引起电网的扩大化故障，给电网的恢复稳定运行造成严重的负面影响。风机大面积切机不但会对电网造成严重影响，还会对风电机组本身造成很大危害。中国对低电压穿越的要求这个能量释放的过程很容易引起转子的超速、机端交流电压的升高和直流侧电容电压的升高，严重威胁风机机组和变流器器件的安全。永磁同步发电系统低电压保护策略转化为转子动能给变流器直流侧电容充电转化为电势能通过储能/耗能电路释放在电网电压突降的瞬间，风电机组的能量无法完全输出到电网PMSG实现LVRT的硬件拓扑方法在直流母线上接耗能单元，当检测母线电压过高时消耗掉多余的能量。在直流母线上接额外的储能单元，当检测直流母线电压过高时转移多余的能量，故障恢复后将所存储的能量馈入电网增加变流器容量。1)耗能法2)储能法c)增加容量一期风电变流器参数本变流器为背靠背机型，共有四个柜体，分别是网侧