风电变流器简介
变流器介绍1
1.
2. 3.
器件的作用 网侧模块用于将输入的三相交流电整流为变流器直 流母线所需的直流电，或将转子侧模块输出的能量 回馈电网，在电网波动的情况下维持直流母线电压 的稳定，还有调节网侧的有功和无功。在软起主接 触器闭合的时候在网侧开始调制，调制的目的是使 主接触前后的波形保持一致避免产生一个很大的冲 击电流。 CLL 滤波器接在电网和网侧模块之间，用于吸收高 频分量，防止变流器的开关噪声污染电网。 转子侧模块连接在发电机转子上，通过调节转子励 磁电流实现系统的变速恒频发电以及发电机有功、 无功的调节。
低压穿越：低电压穿越能力是当电力系统中风电装机容量 比例较大时，电力系统故障导致电压跌落后，风电场切除 会严重影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具有低 电压穿越能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网 运行。 风电机组应该具有低电压穿越能力： a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并 网运行625ms的低电压穿越能力； b）风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的 90%时，风电场必须保持并网运行； c）风电场电压不低于额定电压的90%时，风电场必须不间 断并网运行。
通信参数设臵 在确认光纤连接正确的情况下，在菜单栏中点击“配 臵”→“通讯设臵”或工具栏上的 图标在通讯端口处选 择 USB 转光纤模块的 COM 点击“测试连接”按钮，若测 试成功后，会弹出所示界面，点击“确定”按钮。
用户切换 在建立通讯连接以后， 用户需要切换权限到“高级用户” 权限， 在 菜单栏选择“管理”→“切换用户”，弹 出如图输入用户密码，单击“确定”按钮以后，软件将开 放所有“高级用户”的权限。
在发电机转子侧装有crowbar电路，为转子侧电路提供旁
风电变流器简介
风电变流器简介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，核心控制采用具有防尘、防盐雾等运行要求。
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、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QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理器件，保证良好的输出波形。
这种整流逆变装置具有结构简单、谐波制，是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。
变流器工作原理框图如下所示：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。
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本文将针对市场上主流的双馈型风电变流器进行简介。
型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，使得双馈发电机关，目前已实现规模化的生产。
06年成功研制第一台风电变流器以来，不断寻求技术革新严把质量风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，我国变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。
的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要风能资源丰富，近几年来国家政策也大力扶持风电产业。
我公司自求扩展），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进行有功和无功的独立解耦控制。
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（可根据用户要场远程监控系统的集成控制。
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转子侧逆变器、直流母线单元、电网侧整流器。
原理图如下：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：QHVERT-DFIG型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。
风电变流器
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2001~2009全球风机新装机容量（MW）
2009全球风机新装机容量为38.3GW 比十年前增长10倍！
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2009全球风机累计装机容量排名
中超过德国累计装机容量跃居全球第二！
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2009全球新增装机容量各国份额
2009 年中国新增风电装机容量为：13.8GW， 跃居全球第一！
回来几辆空客和大批电子垃圾。大量资源被浪费 不说，还变成废物，污染了江河，湖泊！
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解决节问能题的之潜道力一：
➢节能、节能、再节能！
如占工业用电30％以上的各种风机、泵类负 载，工况变化较大，如采用交流调速技术实现 变速运行，节能效果明显。以平均节电20％计 算，对全国来说年节电600亿度，同时可以相应 减少2000万吨发电用煤，50万吨二氧化硫和 1200万吨二氧化碳的排放！
➢ 改造完毕形成的产业市场容量达1000亿元！
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IPEMC 解决问题之道二：新能源
➢水电、风电、太阳能、生物质能！
如全球风能的资源是巨大的，每年高达53万亿千瓦 小时，是水能资源的10倍！是2020年全球电力需求的 两倍！此外，风能还是一种清洁的、可再生的能源！
最近20年来，风力发电机的单台功率增大了100倍， 成本随之大幅下降，已接近火力发电的成本。目前世 界上有5万兆瓦（MW）的风电机组在工作，为2000万人 口提供电力，带来很好的环境和社会效益。
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二 国内外风力发电状况
2004~2009国内风电机组价格走势
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二 国内外风力发电状况
2009年我国新增装机中不同容量机组分布
直驱风电变流器的工作原理
直驱风电变流器的工作原理一、直驱风电发电原理直驱风电系统是指由风轮机直接驱动发电机，不经过齿轮箱来提高转速的方案。
直驱发电机输出低速高扭矩的电能，而关闭通电断形成二极管电流，将正常工作的发电机驱动其转子。
由于转子是由稳态转速，可有效增大电磁磁场的产生。
本原理满足了直驱机的工作要求，可行性强，“零回馈”再次验证了直驱机传动的理论合理性。
二、直驱风电变流器的功能直驱风力发电系统旨在将风轮机产生的机械能转换为电能，并将其接入电网。
而直驱风电变流器则扮演了转换风轮机产生的交流电能为直流电能的角色，并且将其接入电网的关键角色。
直驱风电变流器的功能可以归纳为以下几个方面：1. 将风轮机产生的交流电能转换为直流电能2. 控制变流系统，使其在不同风速下工作可靠3. 与电网连接，将直流电能转换为电网所需的交流电能4. 监测和保护系统，确保变流器的正常运行和安全在接下来的部分，我们将分别详细介绍这些功能的工作原理和相关知识。
三、直驱风电变流器的工作原理1. 将风轮机产生的交流电能转换为直流电能风轮机产生的交流电能需要被转换为直流电能，这样才能被更高效地转换为电网所需的交流电能。
直驱风电变流器的核心部件之一就是整流器，它的作用是将交流电能转换为直流电能。
整流器由多个晶闸管或者二极管构成，通过适当的控制晶闸管的导通角度和时间，可以将风轮机产生的交流电能进行整流。
这样就可以得到稳定的直流电能，为后续的电能转换做好准备。
2. 控制变流系统，使其在不同风速下工作可靠直驱风电变流器需要根据风速的变化来调节输出的电能，以保证系统的稳定运行并获得最大的发电效率。
变流系统一般由PWM（Pulse Width Modulation）控制技术控制，通过控制开关管的导通时间和频率来调整输出电压和频率。
当风速较小时，需要较低的电压和频率来保证系统的正常运行；而当风速较大时，则需要较高的电压和频率来提高发电效率。
变流系统通过PWM技术可以精确控制输出电能，使其能够适应不同风速下的工作需求。
直驱风电变流器的工作原理及作用
直驱风电变流器是将风机转子直接驱动发电机时所使用的电力转换设备。
它的主要作用是将由直流发电机输出的电能，通过转换成交流电，再通过升压、电网同步等控制处理，最终将可用风能输入到电网中。
以下是直驱风电变流器的工作原理及作用：
1. 工作原理：直流电源输入变流器，通过控制系统分别控制功率器件的开关状况，将输入的直流电源转换成交流电源输出给电网。
具体的转换方式通常有多种，其中一种常用的方式是采用三相桥式单元，将输入的直流电源通过H 桥模块转换成交流电源。
2. 直驱风机的工作方式：直驱风电变流器一般用于直驱风机的发电模式，即将风机的转子直接驱动发电机，消除了传统齿轮传动过程中的损失和振动，提高了风电发电的效率和稳定性。
3. 控制系统：直驱风电变流器的控制系统通常包括电源模块、驱动模块、信号调节模块和保护控制模块等。
控制系统需要精确地控制电压、电流和频率等参数，以保证变流器的稳定性和运行正常。
4. 作用：直驱风电变流器的作用是将风机出力的直流电转换成交流电，并连接到电网。
其中，升压、电网同步及逆变等控制处理是直驱风电变流器的核心所在。
具体地，升压处理将输出交流电压提高到适合电网连接的电压，电网同步处理保证输出电力与电网相同相位，逆变处理则是将输出交流电变成电网要求的正弦波形式。
需要注意的是，直驱风电变流器的设计和工作原理与其他类型的风电变流器有所区别。
在实际应用中，需要根据具体的风机特性和电网情况，选择合适的变流器类型及具体参数进行设计和调试，以保证其正常运行和高效输出适合电网的电能。
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
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，电侧变流器实现电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，是双馈异步风力发电机组的一个代表方向。
我国风电装机容量的快速增长为我国风电变流器产业的发展提供了强大动力。2009年，我国风电变流器的市 场容量为60亿元。其中，直驱风机对于全功率变频器的需求为2202MW，市场容量为14亿元;双馈装机新增容量对 双馈变流器的市场需求为MW，市场容量为46亿元。2010年，直驱风机对于全功率变流器的需求量在3230MW左右， 市场容量约为19亿元;双馈风机对于双馈变流器的需求量在9770MW左右，市场容量约为35亿元。2010年，我国风 电变流器市场总容量约为55亿元。
风电变流器
励磁装置
01 发展
03 基本原理 05 技术特征
目录
02 功能 04 系统构成
风力发电机变流器工作原理
风力发电机变流器工作原理
风力发电机变流器的工作原理基于电力电子技术，其核心部件是绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。
风力发电机产生的电能是交流电，其频率和电压都不稳定，无法直接输送到电网中。
因此，需要将其转换为直流电，再通过逆变器将其转换为稳定的交流电，才能输送到电网中。
这就是风电变流器的主要工作原理。
风电变流器的工作流程如下：首先，风力发电机产生的交流电经过变压器降压，然后通过整流桥将其转换为直流电。
接着，直流电经过滤波电容器进行滤波，去除掉直流电中的脉动成分，使其变得更加稳定。
然后，直流电经过逆变器，通过PWM（脉宽调制）技术将其转换为稳定的交流电，并将其输送到电网中。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
风电变流器工作原理
风电变流器工作原理
1风电变流器概述
风电变流器是将风力发电机产生的交流电信号转换为具有稳定电压、频率和波形的直流电信号输出，在实际风力发电系统中扮演着非常关键的角色。
2风电变流器的组成和工作原理
风电变流器通常由整流器、滤波器和逆变器三部分组成。
整流器将风力发电机产生的交流电转换为直流电，同时进行恒流限制，滤波器主要用来过滤掉直流电中的高谐波和噪声信号，以避免对电网的干扰。
逆变器将经过整流和滤波的直流电信号再次转换为交流电信号，使其具有符合电网要求的电压、频率和波形。
风电变流器的工作原理是：在风力发电机工作的过程中，交流电信号首先经过整流器，被转换为直流电。
经过滤波器过滤后的直流电信号进入逆变器，再次被转化为符合电网标准的交流电信号，最后被输送到电网中。
3风能发电的特点和应用
风能发电是一种非常环保、可持续的能源形式，具有资源分布广泛、环境污染少、成本低廉等优势。
在全球范围内，越来越多的国家开始大力发展风能发电产业，以应对不断增长的能源需求和环境保护的需求。
风能发电在实际应用中需要与电网进行协同，将产生的电能输送到电网中。
因此，风电变流器在风能发电领域中占据着非常关键的地位，其稳定、高效的转换能力，为风能发电的实现提供了可靠保障。
4风电变流器的发展趋势
随着科技的不断发展和创新，风电变流器的技术也在不断进步。
当前，风电变流器的主要发展趋势包括提高转换效率、减少噪声和谐波、增加可靠性和智能化等方面。
未来，风能发电将成为能源领域的一个重要组成部分，而风电变流器作为其核心装置，也将继续发挥其不可替代的作用，为全球能源领域发展做出贡献。
变流器介绍
变流技术
斩波：直流变直流（DC-DC）
逆变：直流变交流（DC-AC） 电力变换 实现 直流斩波器 实现 逆变器 实现 变压、变频、移相：交流变交流（AC-AC） 实现 整流：交流变直流（AC-DC） 变压器、变频器 移相器
整流器
双馈风机电气原理图
主回路断路器 齿轮箱
10...24 kV, f = 50 Hz or 60 Hz
变流器的正常启动流程
变流器舱内 温度和湿度 是否满足运 行条件 否 是 辅助电源上电 主断路器闭合， 网侧调制 总线通讯建立 软启接触器 闭合，对直 流母线充电 加热
并网成功、开 始发电
机侧同步，机 侧隔离开关合 闸
系统进入待机 状态
主控运行 命令
充电结束， 接触器断开
变流器正常停机流程
主控停机命 令
网侧变流器 电网
V1 R
V1 V2
VD1 L VD2
R
储能设备
备用变流器
1) 耗能法
2) 储能法
c) 增加容量
一期风电变流器参数
整机配置
本变流器为背靠背机型，共有四个柜体，分别是网侧 配电柜、网侧功率柜、机侧配电柜、机侧功率柜。 背面
网侧配电柜 机侧配电柜 网侧功率柜 机侧功率柜
正面
变流器柜体布局示意图（俯视图）
0.6
0.8
1
0.8 0
0.2
0.4 t/(s)
0.6
0.8
1
-2 0
0.2
0.4 t/(s)
0.6
0.8
1
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)
一般通过保护切除风电机组的方法来处理
风力发电变流器
应调整桨距角，减小叶尖速比值，让风力发电系 统运行于安全功率区域。 哈尔滨九洲电气拥有该产品技术自主知识产权， 在此领域处于国内领先水平，是国内率先实现 1.5MW
可以根据电网需求进行无功补偿。 5.零冲击并网，自动软并网和软解列控制。 6.随机风速下的电功率平滑控制。 7.在阵风时采用阵风控制，降低了风机载荷。
8.功率因数控制。 9.标准通讯接口，如、、RS485接口等，具有远 程控制功能。 10.具有过流、过压、过温等故障检测与保护功 能和显示功能。 11.电网电
; 海拔高度： 100000h； 18.绝缘标准：GB3859/93。 19.整机可利用率：99.5％； 20.最大过载能力要求： 超过额定功率5％
，可运行1小时； 超过额定功率10％，可运行3分钟； 超过额定功率50％，可运行10秒钟； 21.环境方面参数： 存储温度：-45°C----60°C;
1.1产品原理： 永磁直接驱风力风力发电发电系统是采用永磁同 步电机无齿轮箱直接驱动型的风力风力发电发电 机组。兆瓦级风力发电用全功率风电变流器 1500A在发
电机输出端并上无功补偿电容，提高发电机的功 率因数和利用效率。采用六相不可控整流桥对其 进行12脉波整流。在整流输出端并上电容进行支 撑稳压，减小直流脉动，之后由IG
压异常保护、风机电压异常保护、孤岛保护、防 雷击保护。 12.符合工业现场运行要求。 1.4产品技术指标： 1.装置容量：1500KW； 2.输入输出电压
：690VAC； 3.效率：97； 4.电流畸变率： 100000h； 18.绝缘标准：GB3859/93。 19.整机可利用率：99.5％； 20
风电变流器行业现状
风电变流器行业现状风电变流器主要是指在双馈风力发电机中，加在转子侧的励磁装置，包括功率模块、控制模块、并网模块。
风电变流器分为双馈变流器和全功率变流器两个大类，分别使用在双馈型风机和全功率风机上。
风电变流器主要功能是通过控制发电机的电磁转矩，从而使风机处于最佳发电功率状态，同时将风力发电机发出的频率、幅值不稳定的电能，转换为频率、幅值稳定的、符合电网要求的电能后并入电网，产品结构较为复杂，技术含量较高。
风电变流器不仅提高了机组效率，而且对于机组并网、电网安全稳定运行起到了良好作用，每一套新增风机均需要配备一套风电变流器。
风电变流器以控制复杂、可靠性及稳定性要求高为主要特点，是风电机组的关键部件之一。
到目前风电变流器的行业规模一般以风电机组装机容量衡量。
风能作为一种清洁而稳定的可再生能源，是可再生能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。
显示，近年来，世界各国对能源安全、生态环境、气候变化等问题的日益重视，加快发展风电产业已成为国际社会推动能源转型发展、应对全球气候变化的普遍共识和一致行动。
目前全球已有100多个国家开始发展风电。
在当前全球大力提倡发展低碳经济的背景下，得益于风电技术进步和成本持续下降，风能正逐步成为绿色新能源中不可或缺的成员。
发展风电不仅已成为较多国家推进能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径，也是中国深入推进能源生产和消费革命、促进大气污染防治的重要手段。
近年来，国家相关部委对风电行业出台了一系列鼓励政策，为行业发展提供了有力的政策支持。
随着国家“十三五”期间特高压电网的加速建设及各项针对可再生能源消纳的政策的逐步推行，近年来中国风电累计并网装机容量不断增长。
根据数据显示，2021年中国风电累计并网装机容量从2016年的14864万千瓦增长至32848万千瓦，CAGR为17。
2%。
其中2021年新增风电4757并网装机容量万千瓦。
其中在中国风电发展初期，风机多装于陆上富风区域，因此中国风电主要以陆上风电为主，但近几年来新增装机量有所放缓。
风电变流器
风电变流器摘要：随着智能电网概念的普及，各国开始注重新能源的利用。
风能，作为一种清洁的可再生能源，已开始得到大量利用。
但是风能的不稳定性，非连续性也是风能利用的一大难题，风力发电要更好地将风电接网利用，必须在风机上有技术性的突破，变流器是风力发电的一大重要技术，随着风电规模的不断扩大，风电变流器也随之不断推陈出新。
本文以双馈型和直驱型变流器为例浅析了风电变流器的技术问题。
关键词：智能电网风力发电双馈型变流器直流型变流器1.智能电网随着全球资源的逐渐稀缺、环境压力的不断增大、电力市场化进程的不断深入以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升,电力行业正面临着前所未有的挑战和机遇,建设更加安全、可靠、环保、经济的电力系统已经成为全球电力行业的共同目标。
在主张低碳经济与可再生能源的浪潮中，风能、太阳能、生物能等将是今后能源来源的重要途径，欧美许多发达国家的电网企业正积极推进技术革新和管理转变,普遍将智能电网作为未来电网的发展目标之一。
美国智能电网关注网络基础架构的升级更新，同时最大限度的利用信息技术，实现机器智能对人工的替代。
欧洲智能电网关注可再生能源的分布式能源的发展，并带动整个行业发展模式的转变。
中国智能电网关注对电力生产和管理信息的数字化获取和整合，促进系统安全可靠性、企业效益和服务水平的持续提高。
值得注意的是我国电网公司在积极开展“数字化电网、信息化企业”建设的同时,也在密切关注全球电力行业发展的这一新动向。
智能电网，是以实现地球可持续发展为总目标，维护能源的优化利用和降低碳排放量，从而达到生态平衡和环境稳定。
2.风能及风力发电在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。
随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。
在自然界的能源中，风能是极其丰富的。
据粗略估计，近期可以利用的风能总功率约为106～107兆瓦，这个数值比全世界可以利用的水力资源大10倍。
风电变流器产品介绍
风电变流器产品介绍一、概述风电变流器是一种将风能转换为电能的设备，它将风电机组产生的交流电能转换为适应电网要求的交流电能。
风电变流器在风电系统中具有重要的地位和作用，它不仅可以调节风能发电机的转速，使其在最佳转速范围内工作，还可以提高风能转换效率并实现对电网的并网。
二、工作原理风电变流器主要由整流单元、逆变单元和控制单元组成。
整流单元将风能发电机产生的交流电信号转换为直流电信号，而逆变单元则将这个直流电信号再转换为适应电网要求的交流电信号。
控制单元对整个变流系统进行监视和控制，以确保变流器的可靠性和稳定性。
三、产品特点1.高效率：风电变流器具有高效率的特点，可将风能转换为电能的损耗降低到最低。
通过先进的功率电子器件和优化设计的拓扑结构，可以将损耗降至最小，提高系统的整体效率。
2.大功率密度：风电变流器具有较高的功率密度，可以实现在更小的体积内输出更大的功率。
这对于风电场有限的场地资源来说尤为重要，可以提高整个风电系统的发电效率。
3.高可靠性：风电变流器具有高可靠性的特点，采用了多种保护措施和故障诊断技术，可以有效保护设备的安全运行。
同时，严格的生产工艺和质量控制体系也能够保证产品的稳定性和可靠性。
4.广泛适应性：风电变流器可以适应不同类型的风能发电机并具有较强的适应能力。
无论是永磁同步发电机、感应发电机还是异步发电机，风电变流器都能够进行有效的控制和调节，提高发电系统的性能并实现对电网的并网。
5.高性价比：风电变流器具有较高的性价比，可以在满足性能需求的前提下，以较低的成本实现风能转换。
同时，长期稳定的运行和较低的维护成本也能够降低系统的运营成本。
四、应用领域五、市场前景随着对可再生能源的需求不断增加，风电的发展前景越来越被看好。
而作为风电系统中的关键设备，风电变流器的市场也将迎来新的机遇。
随着技术的不断进步和成本的不断降低，风电变流器将更加普及和广泛应用。
六、结语风电变流器作为风电系统中的核心设备，具有高效率、大功率密度、高可靠性、广泛适应性和高性价比等优点，将为风能转换和电网并网提供可靠的保障。
风电变流器培训课件
1 风电变流器的主要生产厂家 Nhomakorabea1 风电变流器的主要生产厂家
1 风电变流器的主要生产厂家
2 变流器的介绍
变流器是风电机组中的重要组成部分，其主要作 用为在叶轮转速变化情况下，控制风电机组输出端 电压与电网电压保持幅值和频率一致，达到变速恒 频的目的，并且配合主控完成对风电机组功率的控 制，且保证并网电能满足电能质量的要求。当电网 电压发生故障时，在主控和变桨的配合下，在一定 的时间内保持风电机组与电网连接，并根据电网故 障的类型提供无功功率，支撑电网电压恢复。
2.1变流器的分类
根据变速恒频风电机组类型的不同，变流器主要分 为全功率变流器和双馈变流器。
双馈变流器应用在双馈型风电机组，其控制对象为 双馈发电机。
全功率变流器可匹配直驱型风电机组、高速永磁、 高速电励磁等多种风电机组，其控制对象为同步发电机 。
2.2双馈型变流器
变流器采用电压源型交直交拓扑结构。其中与网侧 相连AC/DC 的为电网侧变流器，与双馈发电机转子相连 的DC/AC部分为电机侧变流器。电网侧变流器主要控制 目标为维持直流侧电压稳定，并实现能量双向流动。电 机侧变流器根据转子转速的变化动态调节双馈发电机转 子侧励磁电流的频率，以保证定子输出的频率不变；电 机侧变流器调整转子电流的幅值和相位，则实现对风电 机组有功功率和无功功率的控制。
双馈型变流器拓扑图
网侧入口 电流测量
690V 电网
框架断路器
定子 电流测量
并网接触器
DFIG
网侧电压 测量
定子电压 测量
滤波器
预充电电阻
主控690V 400V控制电源 供电
电网电压 测量
变流器 网侧电流测量
变流器
转子电流测量
风电变流器产品介绍
1 WINGREEN风电变流器产品系列
2
系列产品图片及选型表
3
产品特点介绍
4
全系列测试实验
5
第三方认证报告
双馈系列
功率
1500kW
双馈系列选型表 2000kW
2500kW
Ua
电网电压
0
Ub
-500
Uc
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4
功率 型号 机型 工作海拔 存储环境温度 工作环境温度 冷却方式 盐雾测试标准 效率 功率因数 防护等级 尺寸 网侧变流器 电压范围 频率范围 容量 额定电流 最大电流 机侧变流器 额定电流 最大电流 du/dt 故障穿越标准 通讯接口 电压范围 频率范围
690Vac+10%/-20% 47.5Hz～52.5Hz
1000A 1200A(1min)
1897A 2400A（1min）
<1000V/us E.on 2003 CANOpen、Profibus、Interbus、Hotline、TCP/IP 0～759V 0～20Hz
3
产品特点介绍
4
全系列测试实验
5
第三方认证报告
风电变流器产品系列
产品系列 功率范围 馈电方式 冷却方式 应用地域
产品特点
全功率等级 1MW-5.5MW
双馈 /
全功率
风冷
/ 液冷
平原型
风电机组变流器的技术现状和发展趋势
风电机组变流器的技术现状和发展趋势发布时间：2023-07-12T03:32:11.409Z 来源：《科技潮》2023年13期作者：叶太顺崔恒旭[导读] 风力发电是目前技术成熟、大规模商业化应用的新能源，是我国构建新型电力系统的主体能源，风电是我国实现“碳达峰、碳中和”目标重要的新型战略性产业。
近几年我国是全球第一风电并网大国，根据国家能源局2022年底统计，风电累计装机容量已达到3.7亿KW。
浙江运达风电股份有限公司浙江杭州 310012摘要：变流器是连接发电机组和电网的核心部件，其性能直接影响风电机组的并网质量和发电效率。
本文首先介绍风电变流器的主要类型和拓扑结构，接着对风电变流器的关键技术现状进行概述，最后对风电变流器的未来发展趋势进行展望。
关键字：风电机组；变流器；发展趋势引言风力发电是目前技术成熟、大规模商业化应用的新能源，是我国构建新型电力系统的主体能源，风电是我国实现“碳达峰、碳中和”目标重要的新型战略性产业。
近几年我国是全球第一风电并网大国，根据国家能源局2022年底统计，风电累计装机容量已达到3.7亿KW。
伴随着风电产业的快速发展，我国的风电开发和产业化能力也得到大幅提升，目前国内市场国产化占有率也高达95%以上。
变流器是连接发电机组和电网的核心部件，其性能好坏直接影响风电机组的并网质量和发电效率。
本文首先介绍变流器的主要类型和拓扑结构，接着对变流器的关键技术现状进行概述，最后对变流器的未来发展趋势进行展望。
1 基本类型结构风电变流器作为发电机组与电网的接口，主要功能是将发电机组发出电压、频率变化的电能变换为电压、频率恒定的电能并入电网，实现电能的变换和并网控制。
目前主流风电机组的变流器类型主要分为双馈变流器和全功率变流器，双馈变流器主要用于双馈异步风电机组，如图1所示，双馈发电机定子与电网直接相连，转子经变流器与电网相连，发电机的定子和转子都可以向电网输出功率。
全功率变流器主要用于直驱类风电机组，包括低速永磁同步（直驱）、高速永磁同步、中速永磁同步（半直驱）、高速电励磁同步和笼型异步等，如图2所示，全功率风电机组将发电功率经变流器全功率变换后接入电网。
风电变流器的可靠性评估与提升
风电变流器的可靠性评估与提升随着全球能源短缺问题与环境保护意识的不断提高，在可再生能源领域，风能作为一种清洁、可再生的能源源源不断地发电。
而风力发电机组中的关键设备之一——风电变流器在风能转换过程中起到了至关重要的作用。
风电变流器是将风能转换为电能的关键设备，其主要功能是将风力发电机组输出的交流电能转换为适用于电网的直流电能。
同时，变流器还具备最大功率点追踪、有效控制功率输出、保护风力发电机组等功能。
风电变流器的可靠性不仅影响到风电系统的稳定运行和发电效率，还直接关系到电网的安全和稳定。
为了评估和提升风电变流器的可靠性，需要从多个方面进行考虑和分析。
首先，在风电变流器的设计和制造阶段，合理选择和配置元器件非常重要。
元器件的质量和性能直接影响到风电变流器的可靠性。
在元器件选择方面，可以考虑采用高品质、耐压能力强、温度工作范围广的电子元件，选用具有稳定性高、可靠性强的电子元器件供应商。
在元器件的配置方面，要充分考虑风电变流器的工作环境和使用需求，合理配置过压、欠压、过流、短路等保护装置，提高变流器的整体可靠性。
其次，风电变流器在使用过程中的运行状态监测和故障诊断也是提升其可靠性的重要手段。
通过对风电变流器运行数据的采集、分析与对比，可以及时发现和判断变流器的异常状况，并进行相应的故障诊断。
例如，可以通过监测变流器的输出电流和电压等参数，判断是否存在过压、过流等故障，进而及时采取应急措施进行修复和保护。
此外，风电变流器的维护和保养也是提升其可靠性的重要措施。
定期对变流器进行维护和检修，包括清洁风道和风扇，检查电缆和接线端子的连接情况，及时更换老化、损坏的元器件等。
此外，还可以定期进行润滑和防腐处理，确保变流器的正常运行和使用寿命。
最后，风电变流器的可靠性评估和提升需要通过严格的实验与测试验证。
对新设计的变流器进行多种工况、多项指标的实验测试，验证其在不同场景下的可靠性和稳定性。
同时，还可以借鉴已有的可靠性评估指标和标准，通过对风电变流器的性能、寿命、故障率等方面进行综合评估，全面了解变流器的可靠性水平，并提出相应的改进方案与措施。
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风电变流器简介
风能作为一种清洁得可再生能源,越来越受到世界各国得重视,我国风能资源丰富,近几年来国家政策也大力扶持风电产业。
我公司自06年成功研制第一台风电变流器以来,不断寻求技术革新严把质量关,目前已实现规模化得生产。
本文将针对市场上主流得双馈型风电变流器进行简介。
QHVERT-DFIG型风电变流器系统功能
变流器通过对双馈异步风力发电机得转子进行励磁,使得双馈发电机得定子侧输出电压得幅值、频率与相位与电网相同,并且可根据需要进行有功与无功得独立解耦控制。
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与电网造成得不利影响。
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得实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统得集成控制。
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。
QHVERT-DFIG型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得“双DSP得全数字化控制器”;在发电机得转子侧
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、自动软并网与最大功率点跟踪控制功能。
功率模块采用高开关频率得IGBT功率器件,保证良好得输出波形。
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得运行状态与输出电能质量。
这种电压型交-直-交变流器得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得发电机有功与无功得解耦控制,就是目前双馈异步风力发电机组得一个代表方向。
变流器工作原理框图如下所示:
QHVERT-DFIG型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。
原理图如下:
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得220V电源。
控制系统由高速数字信号处理器(DSP)、人机操作界面与可编程逻辑控制器(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得各种模拟数字信号进行分析,发出控制指令,控制变流器得运行状态
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得传递。
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与电网连接控制、一些控制信号得采集以及二次回路得配置。
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。
变流器控制结构框图如下:
QHVERT-DFIG型风电变流器技术特征
QHVERT-DFIG型风电变流器可以优化风力发电系统得运行,实现宽风速范围内得变速恒频发电,改善风机效率与传输链得工作状况,减少发电机损耗,提高运行效率,提升风能利用率。
QHVERT-DFIG型风电变流器具有以下一些特点:
²优异得控制性能
²完备得保护功能
²良好得电网适应能力
²具备高可靠性,适应高低温、高海拔等恶劣地区运行
²模块化设计,组合式结构,安装维护便捷
²丰富得备品备件;专业、快速得技术服务
QHVERT-DFIG型风电变流器最新动态
2009年3月至今,在河北建设投资公司与东方汽轮机有限公司得支持下,北京清能华福风电技术有限公司自主研发生产得1、5MW风电变流器在河北海兴风电场成功并网发电,通过240小时验收,目前已无故障连续运行8000多小时。
成功经历了夏季高温、冬季降雪后得低温、海边盐雾等运行环境得考验,事实证明了:清能华福变流器可以达到满功率发电与连续运行得要求,系统品质达到了风场应用得要求。
2009年12月28日经过2天得现场调试,北京清能华福风电技术有限公司自主研发得1、5MW风电变流器在国电联合动力技术有限公司及其现场调试所相关技术人员得支持下,已于哲里根图风场全部并网成功满发,截止目前运行状态稳定。
目前在赤峰、大安等风场正陆续进行变流器吊装施工。
附:北京清能华福风电技术有限公司简介
北京清能华福风电技术有限公司成立于2006年7月,由“国内高压变频器领域最具影响力得企业”——北京利德华福电气技术有限公司投资控股,就是专门从事开发、制造风电变流器与控制系统产品得高新技术企业。
公司坐落于中关村科技园,依托清华大学电力系统国家重点实验室得一流技术以及利德华福专业化、规模化、现代化得生产厂房,凭借雄
厚得资金、科研、市场、服务实力,为国家大力鼓励、扶持得风力发电事业,提供其拥有自主知识产权得核心装备——兆瓦级风力发电机变流器及其电控系统。