风电变流器

风电变流器系统功能

　　变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁，使得双馈发电机的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要进行有功和无功的独立解耦控制。

　　变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网，减小并网冲击电流对电机和电网造成的不利影响。

　　变流器提供多种通信接口，如Profibus, CANopen等（可根据用户要求扩展），用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统的集成控制。

　　变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。

　　变流器提供实时监控功能，用户可以实时监控风机变流器运行状态。

　　变流器可根据海拔进行特殊设计，可以按客户定制实现低温、高温、防尘、防盐雾等运行要求。

风电变流器基本原理

　　变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术，核心控制采用具有快速浮点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”；在发电机的转子侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略，电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略；系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网和最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率的IGBT功率器件，保证良好的输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点，可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电能质量。这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控制，是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。

风电变流器系统构成

　　变流器由主电路系统、配电系统以及控制系统构成。包括定子并网开关、整流模块、逆变模块、输入/输出滤波器、有源Crowbar电路、控制器、监控界面等部件。

　　变流器主回路系统包含如下几个基本单元：

　　转子侧逆变器、直流母线单元、电网侧整流器。

　　配电系统由并网接触器、主断路器、继电器、变压器等组成，自身集成有并网控制系统，用户无须再配置并网柜，提高了系统集成度，节约了机舱空间，柜中还可提供现场调试的220V电源。

　　控制系统由高速数字信号处理器（DSP）、人机操作界面和可编程逻辑控制器（PLC）共同构成。整个控制系统配备不间断电源（UPS），便于电压跌落时系统具有不间断运行能力。

　　上述各功能分配到控制柜、功率柜、并网柜中：

　　控制柜：控制柜主要对采集回的各种模拟数字信号进行分析,发出控制指令,控制变流器的运行状态

　　控制柜主要由主控箱、PLC、滤波器、电源模块等组成。

　　功率柜：主要负责转子滑差能量的传递。

　　功率柜主要由功率模块、有源Crowbar等构成。

　　并网柜：主要用于变流器与发电机系统和电网连接控制、一些控制信号的采集以及二次回路的配置。

　　并网柜主要由断路器、接触器、信号采集元件、UPS、加热器、信号接口部分等构成。

风电变流器技术特征

　　风电变流器可以优化风力发电系统的运行，实现宽风速范围内的变速恒频发电，改善风机效率和传输链的工作状况，减少发电机损耗，提高运行效率，提升风能利用率。

　　风电变流器具有以下一些特点：

　　优异的控制性能

　　完备的保护功能

　　良好的电网适应能力

　　具备高可靠性，适应高低温、高海拔等恶劣地区运行

　　模块化设计，组合式结构，安装维护便捷