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(yīng)用下的風(fēng)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(qū)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(fēng)電中的工作圖示

圖示是指電動機的定子上為三相繞組，轉(zhuǎn)子為籠式的導(dǎo)條。因為該導(dǎo)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(zhuǎn)磁場，其轉(zhuǎn)子上的閉合的導(dǎo)條會因為切割定子磁場的磁力線而感應(yīng)出電勢和電流，而通電的導(dǎo)體在磁場中就會受到安培力，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。電動機轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)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(fēng)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(guān)：

通過軟啟動器完成穩(wěn)定并網(wǎng)后，風(fēng)機系統(tǒng)通過旁路開關(guān)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(fēng)電中的工作圖示

DFIG 雙饋異步發(fā)電機在風(fēng)電中的工作圖示

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

多功能電量變送器應(yīng)用下的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機工作原理：通過葉輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械轉(zhuǎn)矩，通過主軸傳動鏈，經(jīng)過齒輪箱增速到異步發(fā)電機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)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(dá)到定子側(cè)輸出相對好的正弦波，同時額定轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子側(cè)也能同時發(fā)出電流，已達(dá)到大的利用風(fēng)能效果。

PMSG 直驅(qū)永磁同步發(fā)電機在風(fēng)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(shù)語“同步”是指轉(zhuǎn)子和磁場以相同的速度旋轉(zhuǎn)的事實，磁場是通過安裝在軸上的永磁機構(gòu)產(chǎn)生的，并且電流會感應(yīng)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(fēng)機軸上，隨著風(fēng)電機轉(zhuǎn)速的變化，永磁風(fēng)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(shù)。