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風(fēng)力發(fā)電--ppt概述

  • 資源ID:21024269       資源大小:4.16MB        全文頁數(shù):42頁
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風(fēng)力發(fā)電--ppt概述

風(fēng) 力 發(fā) 電 技 術(shù) 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng)風(fēng) 力 機(jī) 系 統(tǒng) :槳 葉輪 轂主 軸調(diào) 槳 機(jī) 構(gòu) ( 液 壓 或 電 動 伺 服 機(jī) 構(gòu) )偏 航 機(jī) 構(gòu) ( 電 動 伺 服 機(jī) 構(gòu) )剎 車 、 制 動 機(jī) 構(gòu) 風(fēng) 速 傳 感 器 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) :發(fā) 電 機(jī)勵 磁 調(diào) 節(jié) 器 ( 電 力 電 子 變 換 器 )并 網(wǎng) 開 關(guān)軟 并 網(wǎng) 裝 置無 功 補(bǔ) 償 器主 變 壓 器轉(zhuǎn) 速 傳 感 器 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 5.1 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 分 類 直 驅(qū) 風(fēng) 力 機(jī) 5.1 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 分 類 5.2 風(fēng) 力 機(jī) 基 本 型 式 5.2 風(fēng) 力 機(jī) 基 本 型 式 5.2 風(fēng) 力 機(jī) 基 本 型 式 5.2 風(fēng) 力 機(jī) 基 本 型 式 5.2 風(fēng) 力 機(jī) 基 本 型 式 5.2 風(fēng) 力 機(jī) 基 本 型 式 ( 1) 同 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng)( 2) 籠 型 異 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng)( 3) 繞 線 轉(zhuǎn) 子 RCC異 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng)( 1) 變 速 恒 頻 鼠 籠 異 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 高 速 )( 2) 變 速 恒 頻 雙 饋 異 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 高 速 )( 3) 變 速 恒 頻 電 勵 磁 同 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 中 、 低 速 )( 4) 變 速 恒 頻 永 磁 同 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 中 、 低 速 )( 5) 變 速 恒 頻 橫 向 磁 通 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 中 、 低 速 ) 5.3 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 三 要 素 :( 1) 同 步 發(fā) 電 機(jī)( 2) 調(diào) 速 器( 3) 勵 磁 調(diào) 節(jié) 器恒 速 恒 頻 同 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 同 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 的 定 、 轉(zhuǎn) 子 結(jié) 構(gòu)恒 速 恒 頻 同 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 發(fā) 電 機(jī) 輸 出 的 三 相 交 流 電 壓 與 電 網(wǎng) 電 壓 應(yīng) 滿 足 四 同 條 件 , 即 :“ 同 相 序 、 同 幅 值 、 同 頻 率 、 同 相 位 ”同 相 序 : 由 正 確 的 旋 轉(zhuǎn) 方 向 保 證同 幅 值 : 由 勵 磁 調(diào) 節(jié) 器 自 動 保 證同 頻 率 : 由 調(diào) 速 器 保 證 , 槳 距 調(diào) 節(jié) 可 用 作 并 網(wǎng) 調(diào) 速 器同 相 位 : 由 調(diào) 速 器 微 調(diào) 實(shí) 現(xiàn)恒 速 恒 頻 同 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 1) 并 網(wǎng) 問 題 : 并 網(wǎng) 控 制 復(fù) 雜 , 對 調(diào) 速 器 要 求 過 高 , 并 網(wǎng) 過 程長 , 成 功 率 較 低 , 沖 擊 電 流 不 易 控 制 , 不 適 合 于 頻 繁 脫 、 并 網(wǎng) 的風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 。( 2) 運(yùn) 行 問 題 : 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 受 電 網(wǎng) 頻 率 的 鉗 制 , 發(fā) 電 機(jī) 呈 現(xiàn) 剛 性機(jī) 械 特 性 。 轉(zhuǎn) 子 受 到 的 沖 擊 應(yīng) 力 大 , 電 磁 功 率 波 動 快 , 風(fēng) 力 機(jī) 的風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 率 偏 低 。( 3) 過 載 問 題 : 高 風(fēng) 速 時 , 對 變 槳 調(diào) 節(jié) 的 動 態(tài) 響 應(yīng) 要 求 高 , 無法 利 用 轉(zhuǎn) 子 慣 量 緩 沖 。 留 給 過 速 保 護(hù) 的 響 應(yīng) 時 間 太 短 。 恒 速 恒 頻 同 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 三 要 素 :( 1) 異 步 發(fā) 電 機(jī)( 2) 調(diào) 速 器( 3) 無 功 補(bǔ) 償 器恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 的 工 作 原 理 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(1) 向 對 稱 三 相 繞 組 中 通 入 對 稱 三 相 交 流 電 流 , 可 形 成 行 波 磁 場 ;(2) 如 果 繞 組 分 布 在 圓 周 上 , 則 行 波 磁 場 為 旋 轉(zhuǎn) 磁 場 ;(3) 旋 轉(zhuǎn) 磁 場 在 一 個 圓 周 內(nèi) , 呈 現(xiàn) 出 的 磁 極 ( N、 S極 ) 數(shù) 目 稱 為 極 數(shù) , 用 2p表 示 。(4) 旋 轉(zhuǎn) 磁 場 的 轉(zhuǎn) 向 取 決 于 三 相 電 流 的 相 序 , 轉(zhuǎn) 速 n1取 決 于電 流 的 頻 率 f 和 極 對 數(shù) p:恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 的 工 作 原 理 電 磁 感 應(yīng)( 1) 定 子 三 相 電 流 產(chǎn) 生 旋 轉(zhuǎn) 磁 場 , 以 同 步 轉(zhuǎn) 速 n1 旋 轉(zhuǎn)( 2) 旋 轉(zhuǎn) 磁 場 在 轉(zhuǎn) 子 導(dǎo) 條 中 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 動 勢 e 和 電 流 i ( 3) i 在 磁 場 中 受 力 f, 產(chǎn) 生 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 T( 4) 若 轉(zhuǎn) 子 以 轉(zhuǎn) 速 nn1, 向 n1的 方 向 旋 轉(zhuǎn) , T 為 制 動 轉(zhuǎn) 矩 轉(zhuǎn) 差 率 : 同 步 轉(zhuǎn) 速 n1與 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 n 的 差 與 同 步 轉(zhuǎn) 速 n1的 比 值 , 稱 為 轉(zhuǎn) 差 率 , 用 s表 示 , 即 :恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 的 特 點(diǎn) :( 1) 無 功 補(bǔ) 償 : 發(fā) 電 機(jī) 勵 磁 消 耗 無 功 功 率 , 皆 取 自 電 網(wǎng) 。 應(yīng) 選 用 較 高 功 率 因 數(shù) 發(fā) 電 機(jī) , 并 在 機(jī) 端 并 聯(lián) 電 容 ; ( 由 于 負(fù) 荷 經(jīng) 常 變 動 , 固 定 電 容 難 以 做 到 完 全 補(bǔ) 償 。 可 能 出 現(xiàn) 過 補(bǔ) 或 欠 補(bǔ) 現(xiàn) 象 , 造 成 電 網(wǎng) 電 壓 浮 動 。 可 考 慮 在 變 電 站 加 裝 可 控 無 功 補(bǔ) 償 裝 置 SVC)( 2) 軟 并 網(wǎng) : 并 網(wǎng) 瞬 間 與 異 步 電 動 機(jī) 起 動 相 似 , 存 在 很 大 的 沖 擊 電 流 , 應(yīng) 在 接 近 同 步 轉(zhuǎn) 速 時 并 網(wǎng) , 并 加 裝 可 控 硅 軟 起 動 限 流 裝 置 ;恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 3) 過 載 能 力 : 發(fā) 電 機(jī) 的 機(jī) 械 特 性 曲 線 較 硬 , 允 許 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 變 動 范 圍 小 , 導(dǎo) 致 風(fēng) 力 機(jī) 的 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 率 偏 低 。 風(fēng) 速 不 穩(wěn) 時 , 風(fēng) 電 機(jī) 組 容 易 受 到 沖 擊 機(jī) 械 應(yīng) 力 ; ( 軟 特 性 發(fā) 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 子 損 耗 較 大 , 發(fā) 熱 嚴(yán) 重 )( 4) 高 效 輕 載 : 絕 大 部 分 時 間 處 于 輕 載 狀 態(tài) , 要 求 發(fā) 電 機(jī) 的 效 率 曲 線 平 坦 , 在 中 低 負(fù) 載 區(qū) 效 率 較 高 。 可 考 慮 在 輕 載 區(qū) , 將 定 子 繞 組 由 角 接 改 為 星 接 , 降 低 鐵 耗 。恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 籠 型 雙 速 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 的 特 點(diǎn)( 1) 變 極 雙 速 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 方 案 在 同 一 臺 發(fā) 電 機(jī) 的 定 子 鐵 心 中 , 埋 設(shè) 兩 套 不 同 極 對 數(shù) 的 電樞 繞 組 ( 通 常 為 4/6極 ) 。 根 據(jù) 需 要 , 可 在 兩 套 繞 組 切 換 , 以獲 得 合 適 的 運(yùn) 行 轉(zhuǎn) 速 。 高 速 繞 組 角 接 , 低 速 繞 組 星 接 , 以 降 低輕 載 運(yùn) 行 時 的 鐵 心 磁 密 和 損 耗 。( 2) 大 、 小 電 機(jī) 方 案 : 采 用 兩 臺 不 同 容 量 、 不 同 極 對 數(shù) 的 單 速 籠 型 異 步 發(fā) 電 機(jī) 同軸 串 聯(lián) 。 高 速 發(fā) 電 機(jī) 角 接 , 低 速 發(fā) 電 機(jī) 繞 組 星 接 。 根 據(jù) 需 要 ,可 在 兩 套 繞 組 切 換 。 與 變 極 雙 速 方 案 相 比 , 小 電 機(jī) 的 負(fù) 荷 率 較高 , 發(fā) 電 效 率 更 高 。恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 恒 速 恒 頻 RCC異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng)RCC: Rotor Current Control, 轉(zhuǎn) 子 電 流 控 制定 義 : 轉(zhuǎn) 子 電 流 控 制 技 術(shù) 是 指 通 過 電 力 電 子 開 關(guān) 和 脈 寬 調(diào) 制 ( PWM) 來 控 制 繞 線 型 異 步 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 電 流 的 一 項 技 術(shù) 。系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 特 征 :( 1) 采 用 變 槳 風(fēng) 力 機(jī) ;( 2) 采 用 繞 線 型 異 步 發(fā) 電 機(jī) , 但 沒 有 滑 環(huán) ;( 3) 采 用 旋 轉(zhuǎn) 開 關(guān) 器 件 斬 波 控 制 轉(zhuǎn) 子 電 流 , 動 態(tài) 調(diào) 整 發(fā) 電 機(jī)的 機(jī) 械 特 性 。恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 1) 風(fēng) 速 變 化 引 起 風(fēng) 輪 轉(zhuǎn) 矩 脈 動 的 低 頻 分 量 由 變 槳 調(diào) 速 機(jī)構(gòu) 調(diào) 節(jié) , 其 高 頻 分 量 由 RCC調(diào) 節(jié) , 可 明 顯 減 輕 槳 葉 應(yīng) 力 , 平滑 輸 出 電 功 率 ;( 2) 利 用 風(fēng) 輪 作 為 慣 性 儲 能 元 件 , 吞 吐 伴 隨 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 變 化形 成 的 動 能 , 提 高 風(fēng) 能 利 用 率 ;( 3) 電 力 電 子 主 回 路 結(jié) 構(gòu) 簡 單 , 不 需 要 大 功 率 電 源 。旋 轉(zhuǎn) 電 力 電 子 開 關(guān) 電 路 檢 修 、 更 換 困 難 。恒 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 變 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 系 統(tǒng) 特 點(diǎn) :( 1) 交 直 交 變 頻 器 使 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 與 電 網(wǎng) 頻 率 間 的 關(guān) 聯(lián) 解 耦 ; 籠型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 運(yùn) 行 于 變 速 變 頻 發(fā) 電 狀 態(tài) ; 可 利 用 發(fā) 電 機(jī) 的電 磁 轉(zhuǎn) 矩 控 制 風(fēng) 力 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 的 轉(zhuǎn) 速 , 跟 蹤 其 最 大 功 率 點(diǎn) 。 發(fā) 電 機(jī)的 運(yùn) 行 轉(zhuǎn) 差 率 小 , 發(fā) 電 機(jī) 機(jī) 械 特 性 硬 , 運(yùn) 行 效 率 高 ;( 2) 發(fā) 電 機(jī) 側(cè) 變 頻 器 運(yùn) 行 于 升 壓 整 流 狀 態(tài) , 機(jī) 端 電 壓 可 調(diào) , 輕載 運(yùn) 行 時 發(fā) 電 機(jī) 的 鐵 耗 小 、 效 率 高 ;( 3) 電 網(wǎng) 側(cè) 變 頻 器 運(yùn) 行 于 逆 變 狀 態(tài) , 將 發(fā) 電 機(jī) 發(fā) 出 的 有 功 傳 送至 電 網(wǎng) , 并 可 作 為 無 功 發(fā) 生 器 參 與 調(diào) 節(jié) 電 網(wǎng) 無 功 ; 對 電 網(wǎng) 波 動 的適 應(yīng) 性 好 , 可 以 將 電 網(wǎng) 的 波 動 屏 蔽 于 發(fā) 電 機(jī) 之 外 ;( 4) 變 頻 器 與 發(fā) 電 機(jī) 功 率 容 量 相 等 , 系 統(tǒng) 成 本 高 。變 速 恒 頻 籠 型 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 變 速 恒 頻 雙 饋 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 雙 饋 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 交 直 交 雙 向 功 率 變 換 器 變 速 恒 頻 雙 饋 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 變 速 恒 頻 雙 饋 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 變 速 恒 頻 雙 饋 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 變 速 恒 頻 雙 饋 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 系 統(tǒng) 特 點(diǎn) :( 1) 連 續(xù) 變 速 運(yùn) 行 , 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 率 高 ;( 2) 部 分 功 率 變 換 , 變 頻 器 成 本 相 對 較 低 ;( 3) 電 能 質(zhì) 量 好 ( 輸 出 功 率 平 滑 , 功 率 因 數(shù) 高 ) ;( 4) 并 網(wǎng) 簡 單 , 無 沖 擊 電 流 ;( 5) 降 低 槳 距 控 制 的 動 態(tài) 響 應(yīng) 要 求 ;( 6) 改 善 作 用 于 風(fēng) 輪 槳 葉 上 機(jī) 械 應(yīng) 力 狀 況 ;( 7) 雙 向 變 頻 器 結(jié) 構(gòu) 和 控 制 較 復(fù) 雜 ;( 8) 電 刷 與 滑 環(huán) 間 存 在 機(jī) 械 磨 損 。變 速 恒 頻 雙 饋 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) 變 速 恒 頻 電 勵 磁同 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 中 、 低 速 ) ( 1) 連 續(xù) 變 速 運(yùn) 行 , 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 率 高 ;( 2) 通 過 調(diào) 節(jié) 轉(zhuǎn) 子 勵 磁 電 流 , 可 保 持 發(fā) 電 機(jī) 的 端 電 壓 恒 定 ;( 3) 可 采 用 不 控 整 流 和 PWM逆 變 , 成 本 低 于 全 功 率 變 換 ;( 4) 電 能 質(zhì) 量 好 , 并 網(wǎng) 簡 單 , 無 沖 擊 電 流 ;( 5) 降 低 槳 距 控 制 的 動 態(tài) 響 應(yīng) 要 求 , 改 善 槳 葉 上 機(jī) 械 應(yīng) 力 狀況( 6) 轉(zhuǎn) 子 可 采 用 無 刷 旋 轉(zhuǎn) 勵 磁 ;( 7) 轉(zhuǎn) 子 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 , 勵 磁 消 耗 電 功 率 ;( 8) 體 積 大 、 重 量 重 , 效 率 稍 低 。 變 速 恒 頻 電 勵 磁同 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 中 、 低 速 ) 變 速 恒 頻 永 磁同 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 中 、 低 速 ) 變 速 恒 頻 永 磁同 步 發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 中 、 低 速 ) 變 速 恒 頻 橫 向 磁 通發(fā) 電 機(jī) 系 統(tǒng) ( 中 、 低 速 )

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