异步发电机在风力发电中的应用

异步发电机在风力发电中的应用
摘要：如今，我国在能源的应用领域的重要发展就是通过风力来发电。

风力发
电主要的发展方式分为两种，即异步电机发电系统、电力电子转换器系统。

在本
文中主要介绍了当今我国在风力行业的发展中遇到的问题以及发展前景。

分别对
笼型以及绕线型的异步电机进行了分析研究，并分析了它们在应用中的优势。

关键词：风力发电；异步电机；变频；绕线型
随着人们对新能源以及可再生能源的了解越来越多。

并且对环境的要求越来
越高，人们逐渐开始使用这些新能源来开发应用。

采用风力发电技术进行技术开
发是最为常见的一种方式，当然，风力发电也在不断地发展进步，逐渐演变为大
规模、大容量、变速、海陆兼容的一项全新技术。

在本文中介绍了风力发电的发
展历程，之后对异步电机在应用时的各种优点进行了描述，同样还指出了电力技
术在异步发电机中发挥的重要作用。

一、绕线型的异步电机和风力发电之间的关系
1.1什么是绕线型异步电机
绕线型电机时异步电机的一类，它内部的转子需要与外界相连接，之后通入
交流电形成磁场，之后将转子进行切割，进而产生电流。

一般地，在我国应用比
较多的一种异步电机时双馈异步电机以及感应电机。

通常情况下，前者的应用次
数较后者多一些。

前者的工作原理是与电网相连接，之后形成电流来控制电子。

发电机的转速会随着发电机工作的进行发生变化，这个时候就可以对转子频率进
行调节来使得频率可以处于相同状态，这样才能够保证发电时各系统都能够处于
稳定状态。

1.2绕线型结构的双馈异步电机的好与坏
首先，这种结构的发电功率是比较低的，只有普通发电机的四分之一到三分
之一；其次，此结构不需要通过电网来励磁，只需要从转子电路中来获取；最后，绕线型结构的异步发电机在工作的时候必须要用到滑环和电刷，尤其是在那些比
较大型的发电厂中。

在我国有些地区就用到了这项技术，他们采用集中建设的方
法来建造基地，之后将并网行的发电机安放在同一牌面，之后进行供电，这是一
种最为有效的大规模供电的方法。

但是，电网系统会受到风电场容量的影响，如
果容量过强就会对电网以及其稳定程度带来影响。

双馈感应发电机在基地运行时的特点主要有以下四个方面：一是可以帮助风
电系统尽可能大的对风能进行追踪，进而可以很容易的进行调节，这样就能够帮
助电网进行调整和优化；二是可以降低系统的建造成本，同样也容易控制发电机
的稳定发电，可以充分的利用风能，除此之外，它还可以降低电压谐波，从而提
高电能的质量；三是它的电网上可以直接连接定子，这样就能够保证在断电时能
够保证电流的传输，进而保证系统的稳定性；四是可以控制转子电流来实现风电
的并网。

双馈感应发电机同样也可以应用于海上一些规模比较大的风电场中，这
样就会用到高压交流输电系统。

要想提高对电网故障的应用能力，就需要有新的
工作技术。

二、笼型的异步电机和风力发电之间的关系
2.1什么是笼型异步电机
铁心和钉子是笼型的异步发电机的组成部分，通常转子也会采用这种笼型的
发电机。

在最早研发出异步发电机主要是为了解决电机的自励问题，比如说帮助
电机产生电流。

但是，早期研发的技术无法满足连续调压的工作，无法集中性的
对励磁进行调整。

在电力电子技术飞速发展的社会背景下，可以应用相应的电子
变换器来完成功率的调控工作，这样就能够很容易的将以往传统的励磁方式取代，这样就为转化器与发电机的结合工作提供了便利条件。

如果能够使得转子与风力机连接起来，之后两者联合进行运行工作，在齿轮
的运行速度超过同步速的时候就可以将机械能转换位电能，进而为电网或者其他
地方传送能量。

一般情况下，笼型异步发电机的特点有以下四个方面：一是该结
构没有比较固定的结构，操作简单，并且有着很高的工作效率，除此之外，运行
成本以及维护成本是相对较低的；二是可以控制电子变换器，可以用于恒速或者
变速发展的领域；三是其拥有着良好的经济性能，还可以用在一些功率比较大的
领域；四是它在工作的时候必须要满足功率之间的耦合工作，不然，可能就会影
响到发电机的性能问题。

2.2笼型异步电机在分布式风电中的应用
在我国内陆区域呈现出的风能形式是局部的，并且风力发电市场相对来说是
有很大发展前景的。

在一些中小型的风力发电基地中，笼型异步电机会得到市场
的广泛应用，这主要是因为其建造成本低、结构坚固并且容易控制变速发电等特点。

尤其出色的就是其系统的分部形式，它会结合大量的资源来实现能源之间的
互补工作，并且在其内部是含有储能系统的。

如果想要满足励磁工作，该结构的
发电机可以与转换器相结合，通过两者之间的优势配合来完成此项工作。

除了这
些之外，它还可以调整或控制功率的流动工作，进而更好的实现自我的控制，尽
可能高的提升市场地位。

2.3笼型异步电机在海上风电的应用
我国的海岸线是很长的，并且有着十分雄厚的资源，要想将线损的受损程度
降到最低，就需要政府等有关部门对海上的风力开采工作引起足够的重视。

一般地，在海上的风电设计会用到定子双绕组笼型异步电机，这种结构的发电机主要
有以下四个特点：一是可以将转子作为笼型的转子，在一定程度上降低了建造成本，可以减少维护的次数；二是可以将定子相隔离，进而帮助发电机进行励磁调整；三是有着较低的输出量；四是可以在一定情况下完成电压的稳定传输工作，
并且有着良好的性能。

在对海上风电进行系统运输的时候可以采用上述技术，为
定子双绕组的发展提供便利条件。

三、结束语
通常，双馈异步电机是可以通过变速恒频来进行工作的，这样就能在一定程
度上降低电子设备受到的压力，这样才能够将并网优势广泛的应用到一些大型的
风电基地中。

但是，笼型异步电机的构造是十分坚固的，当应用与一些中小功率
发电系统中时可以很明显的观察到其经济适用性以及免护理性能。

我国的能源物
质在一步步的发展，异步电机也在随之进步，也应用到了很多风能系统中；要想
将异步风力发电系统发展好就需要投入足够的精力到电力电子系统的研究与开发中。

参考文献：
[1]易跃春风力发电现状、发展前景及市场分析 [J] 国际电力 2004
[2]施鹏飞全球风力发电现状与发展趋势 [J] 电网与清洁能源 2008。