金风直驱型风机与双馈型风机实际运行情况分析
(整理)双馈型风机与直驱型风机的比较分析.
双馈型风机与直驱型风机的比较分析学号：姓名:学院(系): 自动化学院专业: 电气工程及其自动化2013 年1 月双馈型风机与直驱型风机的比较分析1、引言1.1风力发电的背景风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。
清洁、高效成为能源生产和消费的主流,世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。
从20 世纪90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。
世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术，而中国是风能资源较丰富的国家,更需要开发利用风电技术。
技术创新使风电技术日益成熟。
目前,在发达国家风电的年装机容量以35.7%高速度增长。
一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新,使风电技术日益成熟。
目前单机容量500kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平,并成为当前世界风力发电的主力机型,兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行。
同时,在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料，风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平,而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。
风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面，近两年中国出现大面积的缺电，风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。
风电的诸多优势中，一个重要特点是风电上马快，不像火电、水电的建设需要按年来计算，风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算，即风场是可以在短时间内完成的。
世界风电正在以33%甚至在部分国家以60%以上的增速发展，我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。
1.2世界风电技术的发展进入二十一世纪之后，随着现代电力电子技术的不断发展，新材料的涌现以及工艺的不断完善，世界风力发电技术又向前迈进了一大步，主要表现如下：（1）风力发电单机容量继续稳步上升。
直驱和双馈的比较
“直驱VS双馈”风机技术流派大比对随着国家新能源发展线路的明确，风电行业的发展正在被越来越多的人所关注和期待。
在风电技术的选择方面，随着国内风机大型化趋势的升级，业内对于直驱与双馈技术孰优孰劣的讨论也更加激烈。
今天我们就从发展历史、运维情况、发展趋势等方面来比对一下这两种技术的特点。
发展历史现在市场上有一种误解，即直驱技术是一种新兴的技术，而双馈技术是传统的技术。
其实，从诞生时间看，双馈和直驱两种技术几乎是同时出现的，甚至直驱技术的出现要比双馈技术更早些。
但是发展至今，双馈技术因其运行稳定的特性占据了大片的市场份额。
双馈、直驱两种技术路线的本质区别在于双馈型是带“齿轮箱”的，而直驱型是不带“齿轮箱”的。
现在全世界风电机组中，85％以上是带齿轮箱的机型。
尤其在技术、稳定性及可靠性要求更高的海上机组中，无一例外的全部采用了技术成熟且可靠性好的带齿轮箱技术方案，包括2兆瓦、2.3兆瓦、3兆瓦、3.6兆瓦、5兆瓦等各级别机型，厂商包括Vestas，Siemens,Repower,华锐风电等全球所有主要海上风电机组生产厂商。
目前为止，除金风科技的一台1.5兆瓦机组外，全世界范围内还没有更多的直驱机组下海。
从目前国内的情况来看，双馈变桨变速型风机的装机容量最大。
代表厂家包括vestas，GE，GAMESA，华锐，东汽，国电联合动力、明阳、上海电气，北重等；直驱式变桨变速型风机也有一定装机容量，代表厂家包括如金风，湘电，上海万德等；此外还有一种失速型定桨定速风机，多数为小功率机型，目前在大功率机型上基本淘汰。
从市场份额来看，多数业内人士认为，带齿轮箱的风电技术将在今后相当长的时间内继续占据市场主流地位。
而直驱技术的市场表现如何，还有待观察。
部件差异在发电机、变频器、齿轮箱等风机主要部件中，双馈和直驱机型都存在一定的差异。
从发电机看：目前双馈机组采用双馈式异步发电机，而直驱机组多采用低速多极发电机，发电机的励磁方式分为永磁和电励磁两类。
金风直驱型风机与双馈型风机实际运行情况分析
金风直驱型风机与双馈型风机实际运行情况分析金风直驱型机组自2007年投入市场以来，产品技术路线经历了市场的疑虑、选择、认可过程。
从最初对直驱型风机优越性的理论性分析说明到目前实际的运行数据对比，充分证明了直驱型风机发电效率高、维护量少、备品备件消耗品用量少，寿命期内维护成本低，大部件寿命长的特点。
以下内容是华能马力风电厂对该风电场金风GW1500kW机组与同风场1500kW双馈机组运行情况的对比分析。
1.调试及运行情况从我厂调试及试运行情况来看，金风直驱型风机的故障率较低，且调试工作作业量较小，7个工作日共完成调试风机11台，在运行期间共出现过两次变流器功率模块故障，截止2009年6月20日可利用率指标为97%；双馈型风机因系统较为复杂，调试工作量大、周期长，运行期间多出现齿轮传动系统、润滑系统等故障，另外，因变桨系统装有电池（非电容放电），风机断电后，电池放电风机全顺桨刹车，恢复运行时需将电池充潢电后方可运行，因此恢复运行的时间较长，电量损失较大。
直驱风机与双馈风机日发电量实测对照表：上表是两种机型均无故障情况下的发电量数据，从实际统计的发电量指标可以分析出，金风82型风机的发电功率曲线明显优于双馈型风机。
2.检修情况双馈机型因机械传动系统部件较为复杂，单元（齿轮箱、散热器、油泵、油管路、冷却风扇、传感器、控制单元）较多，一但出现故障难于查找和处理，且工作量较大，废弃的油污处理不当时，对环境污染严重，有背于环保要求。
金风直驱型风机无齿轮箱，提高了机组的可靠性和可利用率，降低了机组的噪音。
对比双馈机组，永磁发电技术避免了机组励磁装置和励磁损失，提高了整机效率。
直驱结构减少了机组机械传动部件，降低了机组机械损失， Cp值在低风速段明显提高，在任何风速下，比相同型号双馈风力发电机的标准小时数提高130小时。
金风82/1500kW机组叶轮直径达到82米，相比77米叶轮直径的1500kW 机组，其电量高出许多。
金风科技（19）：直驱与双馈风机技术流派比对
⾦风科技（19）：直驱与双馈风机技术流派⽐对点评：摘录这篇⽂章的时候没仔细阅读，刚才仔细看了⼀篇，怎么看怎么像写⼿故意写的，污蔑直驱技术的？风电作为国家主推的新能源项⽬之⼀，优劣好坏是由市场来决定的，发表这样的⽂章不知有何意义。
中国风⼒发电⽹ 双馈发电机在结构上与绕线式异步电机相似，即定⼦、转⼦均为三相对称绕组，转⼦绕组电流由滑环导⼊，发电机的定⼦接⼊电⽹；⽽电⽹通过四象限交直交变流器向发电机的转⼦供电，提供交流励磁电流。
通过变流器的功率仅为电机的转差功率，功率变流器将转差功率回馈到转⼦或者电⽹，双馈电机的交直交功率变流器由于只通过转差功率，其容量仅为电机额定容量的1/3～1/2，因此⼤⼤降低了并⽹变流器的造价，⽹侧和直流侧的滤波电感、⽀撑电容都相应缩⼩，电磁⼲扰也⼤⼤降低，也可⽅便地实现⽆功功率控制。
随着国家新能源发展线路的明确，风电⾏业的发展正在被越来越多的⼈所关注和期待。
在风电技术的选择⽅⾯，随着国内风机⼤型化趋势的升级，业内对于直驱与双馈技术孰优孰劣的讨论也更加激烈。
今天我们就从发展历史、运维情况、发展趋势等⽅⾯来⽐对⼀下这两种技术的特点。
发展历史 现在市场上有⼀种误解，即直驱技术是⼀种新兴的技术，⽽双馈技术是传统的技术。
其实，从诞⽣时间看，双馈和直驱两种技术⼏乎是同时出现的，甚⾄直驱技术的出现要⽐双馈技术更早些。
但是发展⾄今，双馈技术因其运⾏稳定的特性占据了⼤⽚的市场份额。
双馈、直驱两种技术路线的本质区别在于双馈型是带“齿轮箱”的，⽽直驱型是不带“齿轮箱”的。
现在全世界风电机组中，85%以上是带齿轮箱的机型。
尤其在技术、稳定性及可靠性要求更⾼的海上机组中，⽆⼀例外的全部采⽤了技术成熟且可靠性好的带齿轮箱技术⽅案，包括2兆⽡、2.3兆⽡、3兆⽡、3.6兆⽡、5兆⽡等各级别机型，⼚商包括Vestas，Siemens,Repower,华锐风电等全球所有主要海上风电机组⽣产⼚商。
⽬前为⽌，除⾦风科技的⼀台1.5兆⽡机组外，全世界范围内还没有更多的直驱机组下海。
双馈发电机与直驱发电机对比详解
双馈发电机与直驱发电机对比详解，看完就懂两种发电机一.发电机——风力发电机组核心部件在整个风力发电机组中，发电机的成本约占整个机组成本的 3.4%，虽然成本占比不高，但是发电机确是整个机组中最重要的组成成分，它的作用是——采用变速运行使风力机最大限度的吸收风能。
也可以说，发电机的存在是为了让风机最大效率的捕获风能，从而产生稳定的电流。
常见的发电机有两种：双馈发电机（目前的主流机型）和直驱发电机。
下面就给大家介绍这两种发电机以及它们之间的区别：二.双馈发电机双馈式风力发电机组的系统将齿轮箱（注意这个知识点，以后要考的）传输到发电机主轴的机械能转化为电能，通过发电机定子、转子传送给电网。
发电机定子绕组直接和电网连接，转子绕组和频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的变频器相连。
变频器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态。
在超同步发电时，通过定转子两个通道同时向电网馈送能量，这时逆变器将直流侧能量馈送回电网。
在亚同步发电时，通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产生制动力矩使电机工作在发电状态，变流系统双向馈电，故称双馈技术。
双馈式风力发电机组示意图双馈式风力发电机组的叶轮通过多级齿轮增速箱驱动发电机，主要结构包括风轮、传动装置、发电机、变流器系统、控制系统等。
双馈发电机特点：1.转子采用交流励磁,可以方便地实现变速恒频。
2.可以灵活地进行有功功率和无功功率的调节。
其中,有功功率的调节以风力机的特性曲线为依据;无功功率可以根据电网的无功需求进行调节。
3.由变流器控制电压匹配、同步和相位控制,并网迅速,基本无电流冲击;发电机转速可随时根据风速进行调整,是机组运行于最佳叶尖速比。
4.交流励磁双馈风力发电机通常运行于发电状态,负载为无穷大电网。
它和发电机接独立负载不同,其定子电压恒定，为电网电压。
5.双馈电机低电压穿越能力较差,遇有电压波动,保护动作后,无法自动并网。
目前,国内出现脱网事故的风场绝大部分采用的是双馈风力发电机。
双馈、直驱风力发电机特点分析
（Ｐ ｓＮ Ｒ０Ｅ ｃ ＩＭｃＮ） 第 雾 期 Ｅ Ｌ Ｉ — ０ＦＬ Ｔｃ ＡＨＥ ｘ ０ｏ Ｐ Ｅ Ｒ Ｉ ４ ７ ）
双 馈 、 驱 风 力 发 电机 特 点分 析 直
张胜 男 ， 潘 波
佳木斯 电机 股份 有 限公 司 ， 黑龙 江佳 木斯 （５０２ １４０ ）
态 。至 ２ １ ０ １年底 ，风速 ” “ 已经 连续 ６年保 持 高速 增长 ， 目前我 国装机 容 量 已跃 居 世界 第 一 。但 由 于 重装机 容量 、 轻发 电量 的 习惯 做法 ， 使得 近 年来 风 电“ 喷 ” 井 式发 展 的潜在 问题 开始 集 中 爆发 ， 尤 其在 部 分地 区的风 电基 地发 生大面 积脱 网事 故之 后 ， 府 出 台相 应 政 策 监管 ， 国 都 进 入 “ 风 ” 政 全 整 时 期 ， 也再 一次 激 发 了 业 内对 于 双 馈 与 直驱 技 这 术孰 优孰 劣 的激 烈 讨 论 。本 文 通过 对 双 馈 、 直驱
０ 引 言
风 电制造 业作 为 朝 阳行 业一 直 倍 受 关 注 ， 在 国家 规划 的大 力支持 下 出现跨越 式发 展 。大 多数
风机 制 造企 业都 处 于 供 不 应 求 的满 负 荷 生 产 状
由滑环 接人 。风速 的变 化通 过增速 齿轮 箱传 递 到
发 电机 ， 了保 持 定子 电流频 率 的恒定 ， 以控 制 为 可
ｓｓａ ｄ ａｊ ｓ ｎ ｆｎ ｔ ｎ ｌｎ ｗ ｅ ｅｇ ｏｉｉｓ ｉｄ ｐ ｗ ｒｉｄ ｓ ｙ ｈ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ ｆ ｍ ｅ ｎ ｄｕｔ ｔｏ ａｉ ａ ｅ ｎ ｒｙ ｐ ｌ ｅ ，ｗ ｎ ｏ ｅ ｎ ｕｔ ａ ｅ ｅｏ ｅ ｒ ｍｅ ｏ ｃ ｒ ｏ
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直驱型与双馈型比较
国内风力发电机主要包括永磁直驱风机和双馈风机两种。
两者的最大区别在于不同的传动、发电结构。
以下通过分析风机的主要结构特性来比较两者的优劣势：
相较于双馈式电机，永磁直驱风机更能适应低风速，且能耗较少、后续维护成本低。
此外，永磁直驱风机的应用对于我国具有更加重要的意义，我国低风速的三类风区占到全部风能资源的50%左右，更适合使用永磁直驱式风电机组。
综合来看，永磁直驱风机将是我国风力发电机未来发展趋势。
我国企业拥有直驱风机的自主知识产权，结合《关于风电建设管理有关要求的通知》中风机国产化率要求及我国风机应用领域逐步扩展至低风速区域的要求，我们预计，我国永磁直驱风机占全国新增风机的比例不断提高。
预计至2014年，我国永磁直驱风机产量将达到4,000台，占2014年新增风机总量53%，其中1.5兆瓦永磁直驱风机和2.5兆瓦永磁直驱风机各占50%。
双馈、直驱、半驱风力发电机工作原理
双馈、直驱、半驱风力发电机工作原理双馈风力发电机、直驱风力发电机和半驱风力发电机是目前常见的风力发电机类型。
它们分别采用不同的工作原理，以实现风能的高效转化为电能。
双馈风力发电机是一种常用的风力发电机类型。
它由风轮、发电机和变频器组成。
风轮通过叶片将风能转化为机械能，驱动发电机旋转。
发电机是双馈结构，即具有两个馈线圈：一个是固定转子上的主馈线圈，另一个是转子上的副馈线圈。
主馈线圈与电网相连，副馈线圈通过变频器与电网相连。
当风力发电机转速变化时，电网电压和频率不变，主馈线圈的电流也保持不变。
副馈线圈的电流则通过变频器调节，以使发电机输出的电流和电网电压保持同步，实现电能的高效输送和稳定输出。
直驱风力发电机则是将风轮直接连接到发电机上，取消了传统的传动装置。
风轮通过叶片将风能转化为机械能，直接驱动发电机旋转。
直驱风力发电机通常采用永磁同步发电机作为发电机，它具有结构简单、高效率等优点。
此外，直驱风力发电机还可以在变速范围内实现高效的风能转化，适应不同风速下的发电需求。
半驱风力发电机是双馈风力发电机和直驱风力发电机的结合。
它采用了一种带有齿轮箱的直驱发电机，以实现风能的高效转化。
风轮通过叶片将风能转化为机械能，经过齿轮箱的变速作用后，驱动发电机旋转。
半驱风力发电机既兼具了直驱风力发电机的高效率特点，又克服了直驱风力发电机在变速范围内的限制。
通过合理设计齿轮箱的传动比，可以使发电机在不同风速下都能实现高效的发电。
总结起来，双馈风力发电机、直驱风力发电机和半驱风力发电机都是通过将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能的方式实现风力发电。
它们分别采用了不同的工作原理，以实现风能的高效转化和稳定输出。
在不同的应用场景中，可以根据具体需求选择合适的风力发电机类型，以实现风能的最大利用和经济效益的最大化。
浅谈双馈式风力发电机组的市场应用概况和发展趋势
浅谈双馈式风力发电机组的市场应用概况和发展趋势可再生资源风能的开发利用越来越受到瞩目，风力发电就是风能应用最大的一个实例，市场上应用最多的为双馈式发电机组，本文在简介双馈式发电机组概念、特点、工作原理的基础上，重点分析了双馈式发电机组国内外的应用现状，并对未来发展趋势进行了简述。
关键字：风能，双馈式发电机组，应用现状，发展趋势随着经济的快速发展，资源日渐短缺，可再生资源的开发利用受到广大的关注。
风能以其清洁、无污染、可再生的特点受到人们的广泛关注，是一种非常有潜力的绿色新能源，最近利用率非常高，其中风力发电就是风能利用的最直接的一个表现。
一、双馈式风力发电机组简介1.1 双馈式发风力发电机组的定义通常意义下的双馈异步发电机实际上是一种绕线式转子电机，因为它的定子和转子都可以向电网反馈电，所以简单的称其为双馈电机，也叫做异步化同步电机。
双馈式风力发电机组的叶轮是通过惰齿轮增速箱进行驱动发电，这种发电机实际上就是异步感应电机的变异产品，它的主要结构包括轮、传动装置、发电机、变流器系统、控制系统等。
1.2双馈式风力发电机组特点双馈式风力发电机组具有以下四个特点：（1）技术成熟、质量可靠。
而这种传动方式也成为了技术最成熟并且非常主流的一种方式。
叶轮+齿轮箱+发电机的这样的传动拉链结构既简单又对各类载荷分配合理化，提高了整体质量的可靠性。
（2）效率高、性价比优。
双馈式发电机组的技术通过采用高速比齿轮箱来提升电机的转速，有效的对机械传动系统和发电系统的参数配置进行了有效分配，大大提高了电机的效率。
（3）可维护性好。
双馈式风力发电机组通常都是采用一种叶片+轮毂+齿轮箱+联轴器+发电机的结构，这样的结构由于部件独立，可以对其进行分开维护和修理。
现场维修容易，时间响应及时。
（4）电能质量好，低电压穿越能力强。
双馈式风力发电机组70%以上的电能都能通过定子输送给电网，由于其采用的是双馈式感应电机和部分功率变流技术，所以产生的谐波比较小，电能的质量也比较高。
双馈风电机组与永磁直驱机组对比
双馈风电机组与永磁直驱机组对比摘要：清洁能源在电力系统中的大规模利用，使得风电机组在电网中的占比日益扩大，其运行特性极大地影响电力系统的运行稳定性.本文分析了双馈变速与直驱同步风电机组的结构特点。
关键词：电力系统；风力机组；永磁直驱机风力发电机组主要包括变频器、控制器、齿轮箱，发电机、主轴承、叶片等部件，在这些部件中发电机目前国产化程度最高，它的价格约占机组的10%左右。
发电机主要包括两种机型：永磁同步发电机和异步发电机。
永磁同步发电机低速运行时，不需要庞大的齿轮箱，但机组体积和重量都很大，1.5MW的用词直驱发电机机舱会达到5米，整个重量达80吨。
同时，永磁直驱发电机的单价较贵，技术复杂，制造困难，但是这种机型的优点是少了个齿轮箱，也就少了个故障点。
异步发电机是由风机拖动齿轮箱，在带动异步发电机运行，因为叶片速度很低，齿轮箱可以变速100倍，以让风机在额定转速下运行，目前流行的是双馈异步发电机，主要有1.25MW\1.5MW\2MW三种机型，异步发电机组的机组单价低，技术成熟，国产化高。
一、双馈风力发电系统双馈风力发电机组的控制核心是通过变流器对双馈发电机转子电流（频率、幅值、相位）的控制，以达到与风电机组机械部分运行特性匹配、提高风能的利用效率及改善供电质量的目的。
1、双馈变速恒频型风力发电机组的风轮叶片桨距角可以调节，同时发电机可以变速，并输出恒频恒压电能；2、在低于额定风速时，他通过改变转速和叶片桨距角使风力发电机组在最佳叶尖速比下运行，输出最大的功率；3、在高风速时通过改变叶片桨距角使风力发电机组功率输出稳定在额定功率。
双馈风力发电系统主要由叶片、增速齿轮箱、双馈发电机、双向变流器和控制器组成。
双馈式风力发电机组将风轮吸收的机械能通过增速机构传递到发电机，发电机将机械能转化为电能，通过发电机定子、转子传送给电网。
发电机定子绕组直接和电网连接，转子绕组和变频器相连。
变频器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态。
金风科技发展现状及未来趋势分析
金风科技发展现状及未来趋势分析金风科技作为全球领先的风能装备制造商，致力于提供可靠、高效的风力发电解决方案。
本文将对金风科技的发展现状进行分析，并探讨其未来的发展趋势。
一、现状分析1. 全球领先地位：金风科技自成立以来，专注于风力发电产业，不断创新和提高技术水平，目前已成为全球领先的风能装备制造商之一。
公司产品在全球范围内销售，并且与全球多个国家和地区建立了长期合作关系。
2. 技术和品质优势：金风科技依托世界一流的研发团队和先进的制造工艺，不断提升产品质量和性能。
该公司的风力发电设备具有高可靠性和高效性，能够适应不同地区的气候和环境条件。
3. 市场份额增长：金风科技在全球范围内的市场份额不断增长。
根据最新的市场数据，公司在中国市场的份额约为30％，在全球市场中占据了重要的地位。
此外，金风科技还积极进军海外市场，拓展了公司的全球销售网络。
4. 多元化发展：金风科技在风能领域的发展不仅限于风力发电设备的制造，还包括风电场开发、工程设计、运维管理等多个领域。
公司通过多元化的业务扩大了收入来源，并为客户提供全方位的解决方案。
二、未来趋势分析1. 新能源发展势头强劲：随着全球能源需求的增长和环境意识的提高，新能源市场呈现出强劲的发展势头。
作为清洁能源的代表，风能发电具有广阔的市场前景。
金风科技作为风力发电装备制造商将受益于新能源行业的快速发展。
2. 技术进步推动发展：科技的不断进步将进一步推动金风科技的发展。
近年来，风力发电技术取得了长足的进步，大型风机容量不断增加，效率也得到了提高。
金风科技在技术创新方面有着强大的研发实力，将继续引领行业的发展。
3. 国际合作加强：金风科技将继续加强与其他国家和地区的合作关系，拓展海外市场，并为全球客户提供优质的产品和服务。
随着全球新能源市场的不断扩大，国际合作将成为金风科技发展的重要战略。
4. 智能化应用加速：随着科技的快速发展，智能化应用在风能行业中将得到广泛应用。
关于双馈型与直驱型风力发电机特点的比对(第2版)
关于双馈型与直驱型风力发电设备特点的比对双馈风力发电机与直驱风力发电机的主要区别是有无齿轮箱的使用。
在直驱式风力发电系统中，风机叶轮直接驱动多级同步发电机的转子发电，免去齿轮箱这一传统部件。
双馈风力发电机组，定子有两套极数不同的绕组，功率绕组直接与电网相连，控制绕组通过双向变流器接电网，采用无刷的磁阻或者笼型转子，无需电刷和集电环。
双馈机组有齿轮箱，但是变流器是部分功率逆变；直驱机组无齿轮箱，是全功率逆变的。
直驱电机也分励磁和永磁，永磁理论上效率略高，但技术没有非常成熟。
关注效率方面，在低风速区域，直驱风力发电设备具有优势，此优势取决于所用电机的设计、制造水准。
需要明确指出，此优势不明显，尤其综合整机年发电量，双馈与直驱机型相差不大，如果相差两个百分点已经属于上等水平。
（一）从实际应用角度，比对两种类型风机的特性●可靠性1）双馈异步风力发电机组采用的双馈异步恒频技术为国际先进成熟的技术，变流器容量小，采用空冷冷却方式；直驱发电机组采用全功率变流器，在低电压穿越等情况下IGBT模块的可靠性较低，同时全功率变流器通常需采用水冷冷却方式，在实际运行中的很多工况下，水冷系统容易出现故障，易导致变流器IGBT模块烧毁。
2）联合动力公司风机机型采用准三分之一变频，变流器容量小，成本低，双馈机型发电机可控参数多，能对发电机电压、频率、转速、无功功率和有功功率等参数方便可控，系统的稳定性高。
3）中国的风机制造厂商针对直驱机型采用永磁同步发电机，永磁同步发电机存在过退磁现象（大容量的磁铁和铁心粘合的工艺较难实现；永磁材料会有不可逆退磁、高温退磁等现象；永磁的功率因数也不易调节），在风机使用寿命期内，存在因退磁影响发电机效率的可能，所以直驱风机尤其不适用于在温度较高的地区。
4）在装配质量层面上，风场现场的作业操作越少越好。
直驱机型发电机在户外单独分体吊装，会降低吊装作业速度，在恶劣气候环境下，严重降低装配质量。
●造价：由于直驱机型采用永磁同步发电机，永磁材料为稀有金属，致使电机成本高；而双馈机型变流器容量小，容量仅为机组总容量的30%左右，使得变流器成本降低。
双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析
双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析双馈风力发电机（Doubly Fed Induction Generator，DFIG）是一种常用于风力发电中的发电机，具有高效、稳定、可靠等特点。
这种发电机的运行控制对于提高风力发电效率、保障电网稳定运行具有非常重要的意义。
因此，本文将从双馈风力发电机的基本原理入手，对其运行控制进行分析，最后进行空间矢量分析，以期能够更深入地理解双馈风力发电机运行的基本原理及其控制方法。
一、双馈风力发电机的基本原理双馈风力发电机是一种异步发电机，其转子采用鼠笼型结构形式，由于采用了双馈结构，因此可以在一定程度上控制发电机的转速和输出功率。
双馈风力发电机主要由定子和转子两部分组成，其中定子由三相绕组和定子铁心组成，转子由三相鼠笼型转子和转子铁心组成。
在风力发电机运行过程中，风轮叶片转动带动发电机转子旋转，同时定子中的绕组接收到控制系统输出的三相交流电源，形成旋转磁场，使得转子内部产生电流。
但是，由于转子电流是通过转子与定子之间的转子定子绕组之间相互耦合进行调节的，因此双馈风力发电机可以实现在一定范围内调节转速和输出功率的目的。
二、双馈风力发电机的运行控制1、转速控制转速控制是双馈风力发电机运行控制的一个重要组成部分，常见的转速控制方法包括半导体功率调节和桥臂绕组控制。
其中，半导体功率调节是指通过调节发电机中的半导体设备电路来改变发电机输出的有功功率，从而控制发电机的转速；而桥臂绕组控制则是指通过调节发电机中的桥臂绕组来实现发电机的转速控制。
2、无功控制无功控制是指在保证有功输出一定的情况下，通过调节发电机产生的无功功率来控制电网电压的稳定。
一般来说，无功控制可以分为定常无功控制和暂态无功控制两种。
其中，定常无功控制是指在发电机输出功率不变的情况下，通过调节发电机产生的无功功率来控制电网电压稳定；而暂态无功控制则是指当电网电压发生暂态变化时，通过双馈风力发电机的控制系统进行调节，以保护电网的稳定性，同时保证发电机的安全运行。
直驱风机与双馈风机的主要区别
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二、发电机的区别
直驱同步发电机： 直驱同步发电机又叫低转速发电机，都是多极结构，有多极内转子结构与多极外 转子结构等，只是要求在结构上更轻巧一些。近些年高磁能永磁体技术发展很快， 在直驱式发电机中得到广泛应用。采用永磁体技术的直驱式发电机结构简单、效 率高。磁直驱式发电机在结构上主要有轴式结构与盘式结构两种，轴式结构的磁 场方向为径向气隙磁通，又分为内转子、外转子等；盘式结构的磁场方向为轴向 气隙磁通，又分为中间转子、中间定子、多盘式等。
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直驱风机
• 直驱式风力发电机，是一种由风力直 接驱动的发电机，亦称无齿轮风力发 动机，这种发电机采用多极电机与叶 轮直接连接进行驱动的方式，免去齿 轮箱这一传统部件。主要由风轮、永 磁同步发电机、交-直-交变流器、变 压器等组成。
直驱式风力发电机组示意图
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直驱风机 与
双馈风机 的
种是电网给变频器供电，变频器对转子绕组进行励磁，对转子绕组进行馈电。能
量的流向是从电网流向转子。另外的一种形式是发电机转子处于发电状态，向双
馈变频器输出能量，此时转子侧变流器处于整流状态，中间直流环节不变，网侧
变流器处于逆变状态，将中间直流母线电压逆变为和电网电压幅值和频率一致的
交流电，将能量反馈给电网。
率向 转 子 输 入 功
输入直流电
风机在同步状态运行时
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三、发电结构的区别
发电机定子绕组输出50Hz交流电
率向 电 网 输 出 功
输入反相序10Hz交流电
风机在超同步状态运行时
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三、发电结构的区别
不同频率、幅值的电流整流成直流电
直驱与双馈机组的对比分析
直驱风力发电机组与双馈风力发电机组对比分析随着科学技术的进步，电力电子技术的成熟，大功率IGBT器件在风电领域的广泛应用，全功率变流器在风电并网方面的优势日渐凸显。
直驱永磁风力发电机组克服了齿轮箱连接复杂、风险成本大、故障率高、维护量大的弊端。
往日风电设备的领军企业如VESTAS、GE、SIEMENS等，制造双馈机组的世界大企业如今更是把直驱永磁技术作为未来风电的发展方向，全面进军直驱永磁风力发电机组的研发制造领域。
直驱永磁风力发电机在中国成长迅速，目前投运的所有机组平均可利用率已经超过98%。
其独特的优势逐步显现，并获得了使用者的认可。
受到风电投资商大力追捧。
简洁的结构、可靠的安全设计、较低的运行维护费用、高效的发电效率、优异的并网性能。
体现了直驱永磁风力发电机的先进性。
一、结构简洁，可靠性高直驱结构：叶轮—发电机—变流器—电网双馈结构：叶轮—主轴—齿轮箱—连轴器—发电机（变流器—滑环—转子）—电网1、直驱机组没有齿轮箱。
双馈机组的齿轮箱是风电领域的高故障部件。
风湍流、阵风、严酷的气候变化对齿轮箱运行造成无法预料的冲击。
双馈风力发电机的主轴-齿轮箱-连轴器-发电机要求对中精确，否则会造成震动，轴承受到很大的测向力。
电机1500转速，轴承的损坏几率大大增加。
2、直驱机组没有高速刹车。
双馈的高速刹车在紧急停机情况下对发电机和齿轮箱的冲击很大。
风电机组失火与高速刹车有关。
3、电网故障（低电压穿越）对直驱机组没有冲击。
而对双馈机组的齿轮箱、发电机冲击非常大。
●双馈机组在电网故障时：产生5倍的短路电流，发电机与齿轮箱之间存在很大的反向扭矩，对齿轮箱造成很大的冲击。
并影响发电机的绝缘。
●电网故障时双馈机组轮毂转速升高，如果顺桨控制不及时，将造成毁灭性故障。
直驱永磁全功率变流器背靠背模式，在电网故障时发电机独立于电网运行，变流器控制电磁扭矩保持发电机平稳运行、补偿无功及无功电流，并控制制动电阻反复消耗掉多余的有功。
[整理]SWITCH变流器在兆瓦级直驱型风机中的应用
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SWITCH变流器在兆瓦级直驱型风机中的应用1. 简介近年来，兆瓦级风机市场在以极快的速度增长着。
金风公司在国内率先引导的直驱型风机，是其中很有前途的一种机型，其中主要使用的变流器是SWITCH公司的产品。
在过去的两年里，SWITCH公司制造的全功率变流器和金风公司直驱型风机一同进步，逐渐成熟。
2. 金风直驱型风机的原理及特点2.1. 直驱型风机之原理兆瓦级风机市场上的主流是变浆变速风机，根据结构的不同又可以分为两种：双馈型和直驱型。
双馈型采用双馈发电机，在转子绕组上串入可以四象限运行的变频器，控制定子绕组和电网之间的功率流动。
这种结构对变频器的功率要求只有系统总功率的1/3左右。
图1：双馈型变流装置示意图金风公司的直驱型风力发电机组采用永磁式发电机的形式，将电机定子绕组输出直接连接到全功率的变流器上，由变流器将电机输出变化的电压/电流转换为和接入电网电压和频率相匹配的形式。
图2：直驱型风力发电系统示意图为了降低电机成本，希望变流器具有能够调节电机内磁场的功能，因此全功率四象限变流器就成为了直驱型风机变流器的首选。
2.2. 直驱型风机之优点及和双馈机型的异同和双馈型风力发电机组相比，直驱型机组有如下特点：优点包括：省略了齿轮箱，机械系统大为简化，机械可靠性显著提高。
在发电机和电网之间采用了完全可控的全功率变流器进行功率转换，在电网侧能够自由的实现各种功能，如低电压穿越、动态无功补偿，甚至有限的谐波补偿能力。
在接入网性能方面，直驱型机组具有无以伦比的优势。
由于少了齿轮箱等传动机构，且没有附加的励磁损耗，风机整体效率较双馈机组高，理论值为3%，在吉林、内蒙多个风况相同现场的实际差异则远高于此数值。
由于没有齿轮箱、碳刷等机构，机组需要定期维护的器件数量大大降低，长期维护成本较低。
由于直驱发电机的特点，使得直驱风机在低速时切入速度小于双馈机组，从而使整机的发电量和发电效率提高。
缺点是：由于采用了低速电机，电机尺寸庞大，整体重量和成本较双馈机组更高。
双馈风力发电机的特点与功能分析
双馈风力发电机的特点与功能分析摘要：风力是重要的清洁能源，风力所具备的可再生性以及无污染性使得其受到广泛关注和应用，双馈发电机的并网控制方法和异步发电机相似，主要原理是通过滑差率来调节负荷，发电机的转速和输出功率近似成线性关系，所以只要保持发电机的转速和同步转速相接近就能实现并网。
基于此，本文对双馈风力发电机概述以及双馈式双馈风力发电机控制的措施进行了分析。
关键词：双馈风力发电机；概述；措施1 双馈风力发电机概述双馈感应发电机(DoublyFedInductionGenera-tor，DFIG)集同步发电特性和异步发电特性于一体，可通过定子和转子向电网实现双向馈电。
当前双馈风力发电机大体可以分为同步电机好异步电机两类，实际应用中可以细分为鼠笼异步发电机、双馈发电机、同步发电机以及永磁同步发电机。
双馈风力发电机是一种绕线式感应发电机，属于异步发电机。
由于双馈异步电动机的定子绕组直接同电网相连接，转子绕组通过变流器和电网连接，并由变频器实现对饶子绕组电源电压、相位以及频率和幅值的自动调控，因而在运行中，机组可以在不同的转速下维持恒频发电。
然而，虽然双馈发电机具备机械承受应力小、运行噪音小、变频器容量小以及启动效率高的特点，但双馈发电机的电气损耗较大，还需配备齿轮箱，造价较为昂贵。
不过相比同步双馈风力发电机，双馈风力发电机能够更好的实现电能稳定输出，实用性较强。
2 双馈式双馈风力发电机控制的措施2.1 混合储能模块特性及控制策略混合储能模块经响应速度为ms级的变流器与直流母线相连，可快速响应功率变化。
混合储能改变直流母线上的功率大小，影响双馈风机的输出功率。
当系统发生功率波动时，双馈风机为系统提供惯量支撑和参与系统的一次调频，提供相应的有功补偿，吸收直流母线上多余功率。
以系统电压跌落导致的LVRT为例，暂态过程中可认为风速近似不变，此时双馈风电机组吸收功率不变，而向电网输出功率减少，功率失衡，导致能量过剩。
江苏大丰金风科技实习报告
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二 模型测绘 次此模型测绘主要是对风机机舱内的传动结构以及发电机进行测量，根据测 量数据再用 SolidWorks 软件将所测得的数据转化为三维模型图以及二维视图。 内部传动结构三维图如图 1.2.1，图 1.2.2 为传动结构主视图，图 1.2.3 为传动 结构俯视图。
②课程结束以后，在金风工作人员的带领下，以到金风风机总装厂、风机叶 片制造厂、金风科技研发中心、金风科技风电科普展厅、风电场进行参观、学习 为主，我们对风电行业以及江苏金风从事的各方面工作有了一定了解。
③参观结束后，分 3 组进行实习，我组先去金风 6MW 风机试运行风电场实习， 在工作人员的带领与展示内部照片和视频的介绍下，我们了解了风机的现场安装 情况、风机运维的主要工作内容、运维人员的技能要求以及运维的各种安全注意 事项。
⑤将搜集学习到的相关知识与在实习中的实践活动相结合，对理论知识进行 深化理解，总结收获。运用所学知识，对生产实际中存在的问题作出一定的分析， 进一步提高分析问题和解决问题的能力，并以此为基础，完成一份实习报告。
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2.2 实习前准备
（1）风电行业简介 我国的能源面临着紧缺的状况，新能源的开发对于国民经济的发展起着重要 的作用，风力发电行业作为一门新型的可持续发展的行业，对于国民经济发展具 有不可或缺的力量，风力发电行业是国家优先发展的战略性行业，对于我国的政 治、经济及社会的发展都具有重要的影响，它是一个国家经济实力的象征，作为 无污染的行业，对于国家的可持续发展具有重要的作用。
图 1.2.1 传动结构三维图
图 1.2.2 传动结构主视图
图 1.2.3 传动结构俯视图 实验室内没有风，故用一个电动机反向驱动发电机高速轴旋转，从而通过齿 轮箱带动风轮旋转，图 1.2.4 为电动机的三维模型。
直驱技术和双馈技术的区别
风力发电机：直驱与双馈两种技术路线。
2010年9月2日，金风科技召开股东大会，正式通过将公司原5.0MW机组研制项目容量升级至6.0MW的议案。
近几年，随着国内风机大型化趋势的升级，业内对于直驱与双馈技术孰优孰劣的讨论也更加激烈。
目前，国内以直驱技术为代表的企业主要是金风科技和湘电风能，以双馈技术为代表的企业主要为华锐风电，业内人士分析，这两种技术的最终走向，将直接决定上述企业的经营业绩。
6兆瓦风机成国内最大按计划，金风科技将于2011年完成6.0MW永磁直驱风力发电机组的总体设计及零部件详细设计，2012年6月底前完成首台样机安装。
目前，6兆瓦风机为国内最大风机机组。
中国证券报记者了解到，6.0MW机组采用的永磁直驱技术与金风科技已经进行小批量化生产的2.5MW机组技术路线基本相同。
这项技术，也是被众多第三方认可的海上风电技术的大趋势。
2007年，世界上只有金风科技和德国的ENERCON公司生产直驱风机，而近年来随着机组容量增大，同时电网对于风电并网的要求日趋严格，直驱技术尤其是永磁直驱技术的性能充分展现出对电网的友好性，风电巨头西门子、GE等公司也纷纷涉猎永磁直驱领域。
摩根士坦利在其亚太区风力发电研究报告中称：直驱风力发电机在海上风电市场中具有竞争优势，因为减少的齿轮箱维护成本超过了增加的初始投资成本。
同时为了解决没有了齿轮箱，技术上会增大风机重量和体积的问题，引入了永磁技术，永磁直驱技术还具有自身励磁的优势，大幅降低电能损失，可以提高总体效率3-5%。
彭博新能源财经在其近期风电研究报告中也明确表示，未来海上大风机5.0MW及以上将向直驱永磁方向发展。
直驱双馈鹿死谁手目风力发电机：直驱与双馈两种技术路线的对比。
前，国内风力发电机主要分直驱与双馈两种技术路线。
中国农业机械工业协会风能设备分会秘书长祁和生认为，直驱技术由于没有齿轮箱会因此会减少故障率，对于海上风机而言，没有齿轮箱也减少了润滑油泄漏污染海面的危险。
金风智库传动链：你用直驱or双馈？
金风智库传动链：你用直驱or双馈？人类文明经历了千年的发展，从第一台水平轴式风力机出现，到机械能、电能量的转化，风机“传动链”的技术发展日趋成熟，“简单、高效、可靠”将成为后期发展趋势。
小编今天就想和大家来聊聊关于传动链那点事，总体说来，风机传动链分为“直驱型、双馈型、混合传动型以及异步全功率型”四大类。
传动链是什么传动链一般指叶轮气动输入以及电能输出之间的硬件部分，主要功能包括机械能的传递以及机械能到电能之间的能量转化。
完整的传动链设计意味着完整的产品技术平台，国际上著名的整机厂商一般仅仅开发2~3套传动链方案，甚至多数整机厂商一般只有一套传动链方案并且用传动链方案宣传自己的产品技术路线，因此，在风电机组整机设计中，传动链设计和采用是非常重要的。
对于MW级风电机组而言，传动链的主要区分标志之一为是否包含齿轮箱，不包含齿轮箱的传动链意味着叶轮通过主轴直接同发电机连接，称为直驱。
双馈感应发电机型（简称双馈，Double Fed Induction Generator，英文缩写DFIG）双馈风电机组的传动链为典型的高速齿轮箱+感应发电机+部分功率变流传动形式，齿轮箱传动比一般在50~100之间，将叶轮转速由10r/min~20r/min增速到1000r/min以上。
齿轮箱输出端连接双馈发电机，双馈发电机定子直接同电网相连，双馈发电机转子通过变流器同电网相连，变流器通过对双馈发电机转子的交流励磁控制发电机的转速，从而实现额定风速以下追踪最优叶尖速比提高叶轮气动效率。
双馈异步发电机技术是基于异步感应电机技术一种升级，这种发电机设计始于上世纪80年代，日本日立公司、东芝公司和前苏联在这种发电机的研制和开发中都做出了显著的贡献。
国际上多数风电整机厂商曾经生产过失速型风电机组（失速型风电机组采用了异步感应式发电机），因此这些厂家通过电控系统的改造可以较为容易的从失速型风电机组升级为双馈型风电机组（比如REPOWER的双馈型1500kW机组从外观上看即为REPOWER失速型750kW机组的比例放大版，见图1），此外，双馈机组升级成本较低（只需要增加一个相当于整机额定容量30%~40%的变流器即可），所以目前双馈风电机组占据了较大的市场份额。
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金风直驱型风机与双馈型风机实际运行情况分析
金风直驱型机组自2007年投入市场以来，产品技术路线经历了市场的疑虑、选择、认可过程。
从最初对直驱型风机优越性的理论性分析说明到目前实际的运行数据对比，充分证明了直驱型风机发电效率高、维护量少、备品备件消耗品用量少，寿命期内维护成本低，大部件寿命长的特点。
以下内容是华能马力风电厂对该风电场金风GW1500kW机组与同风场1500kW双馈机组运行情况的对比分析。
1.调试及运行情况
从我厂调试及试运行情况来看，金风直驱型风机的故障率较低，且调试工作作业量较小，7个工作日共完成调试风机11台，在运行期间共出现过两次变流器功率模块故障，截止2009年6月20日可利用率指标为97%；双馈型风机因系统较为复杂，调试工作量大、周期长，运行期间多出现齿轮传动系统、润滑系统等故障，另外，因变桨系统装有电池（非电容放电），风机断电后，电池放电风机全顺桨刹车，恢复运行时需将电池充潢电后方可运行，因此恢复运行的时间较长，电量损失较大。
直驱风机与双馈风机日发电量实测对照表：
上表是两种机型均无故障情况下的发电量数据，从实际统计的发电量指标可以分析出，金风82型风机的发电功率曲线明显优于双馈型风机。
2.检修情况
双馈机型因机械传动系统部件较为复杂，单元（齿轮箱、散热器、油泵、油管路、冷却风扇、传感器、控制单元）较多，一但出现故障难于查找和处理，且工作量较大，废弃的油污处理不当时，对环境污染严重，有背于环保要求。
金风直驱型风机无齿轮箱，提高了机组的可靠性和可利用率，降低了机组的噪音。
对比双馈机组，永磁发电技术避免了机组励磁装置和励磁损失，提高了整
机效率。
直驱结构减少了机组机械传动部件，降低了机组机械损失， Cp值在低风速段明显提高，在任何风速下，比相同型号双馈风力发电机的标准小时数提高130小时。
金风82/1500kW机组叶轮直径达到82米，相比77米叶轮直径的1500kW 机组，其电量高出许多。
据我厂统计，同等风速下金风直驱高出双馈发电量5%左右，在度电成本上明显低于77米叶轮直径的1500kW机组。
金风直驱风机设计结构简单，变流设备、电控设备等易损件都在塔筒底部，维护方便。
而双馈型风机大部分电控设备在塔顶，简单故障的复位工作需到机舱顶部，一方面维护加大了工作量，另一方面消耗了机组的有效运行时间。
3.备件耗材情况
金风直驱由于减少了齿轮箱，降低了风力发电机组的运行维护成本，直驱风机的零部件和耗材要比带齿箱的风机少，因此在20年寿命期的维护费用要少得多。
直驱风机运行消耗品仅为双馈机组的50%左右。
相比，只是每5年更换一次齿轮箱油一项，就能节省大量费用。
1500kW双馈机组平均每台每年的消耗品和备件费用大约为风电机组造价的3%左右，金风1500kW平均每台每年的消耗品和备件费用不到风电机组造价的 1.5%。
风机设计结构简单，变流设备、电控设备等易损件都在塔筒底部，维护方便。
4.发电机性能
金风直驱属同步发电机机组类型。
永磁体外转子，励磁方式结构简单，无励磁损失，减少了传统电励磁的体积，降低了可能发生的故障无碳刷和滑环，减少了维护量，提高了可利用率。
而双馈型风机有碳刷和滑环，需定期维护。
同步发电机机组类型明显优良于异步双馈机组类型。
5.低电压跨越能力
金风直驱型风机的低电压保护性能（80%额定电压，持续超3s自动停机；15%额定电压，持续超200ms自动停机；5%额定电压，无时限自动停机）、过电特性（可任意设定，动作时限100ms，110%额定电压以上，时间持续100ms后，自动停机）、频率特性（±10%额定频率，100ms）。
我厂采用的双馈机型无低电压跨越能力，如果改造费用支出较大。
6.售后服务情况
金风公司是我国风电行业内成立较早的风机制造和研发企业，技术力量雄厚，企业管理严格，企业文化精深，有品牌服务意识，商务服务人员及检修维护人员细心周到、易于沟通。
华能马力风电厂
2009年7月17日。