讨论双馈变流器与全功率变流器
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。
双馈变流器工作原理
双馈变流器工作原理双馈变流器（Double-Fed Induction Generator，DFIG）是一种常用于风力发电系统中的变流器，它的工作原理是利用电力电子技术将风能转化为电能，并将其送入电网中供应给用户使用。
双馈变流器相比其他变流器具有更高的效率和更好的控制性能，因此在风力发电领域得到了广泛应用。
双馈变流器由两部分组成：一部分是风力发电机组，另一部分是变流器。
风力发电机组通常由风轮、发电机和装有电磁铁的转子组成。
当风轮受到风力作用时，会转动，带动发电机产生电能。
而转子上的电磁铁则可以通过改变其磁场强度来调节发电机的输出电压和频率。
在传统的风力发电系统中，发电机的输出直接通过变频器转换为交流电并输入电网。
然而，这种方式存在一些问题，比如变频器的容量较大，成本较高，同时对系统的稳定性和可靠性要求较高。
为了解决这些问题，双馈变流器应运而生。
双馈变流器的工作原理是将发电机的转子绕组分成两部分：一部分连接到固定的电网，另一部分通过变流器连接到电网。
这样，发电机的输出电流可以分成两部分：一部分通过固定的电网回馈给发电机，另一部分通过变流器送入电网。
这种方式可以减小变流器的容量，降低成本，同时提高系统的稳定性和可靠性。
具体来说，双馈变流器通过改变发电机转子上电磁铁的磁场强度来调节发电机的输出电压和频率。
当风轮转动时，发电机产生的电能通过变流器送入电网。
同时，电网也会向发电机输送电能。
双馈变流器通过控制变流器的电压和频率，可以实现对发电机的有源功率和无功功率的控制。
双馈变流器的优势主要体现在以下几个方面：1. 较低的成本：相比传统的风力发电系统，双馈变流器的容量较小，可以降低系统的成本。
2. 更好的控制性能：双馈变流器可以实现对发电机有源功率和无功功率的精确控制，可以根据电网需求灵活调节输出功率。
3. 提高系统的稳定性和可靠性：双馈变流器通过将一部分发电机的输出电流回馈给发电机，可以增强系统的稳定性和可靠性。
SVPWM双馈风力发电并联变流器的控制探讨
190SVPWM 双馈风力发电并联变流器的控制探讨文/佘峰摘要：大功率双馈风力发电系统采用双PWM 变流器通过向双馈发电机的转子绕组中注入转差频率的电流进行励磁，从而实现定子侧感应电压的调节及并网。
单个并网变流器输出能量小，冗余性差，且受现有器件及其开关频率和发热等条件的制约，故难以满足系统要求。
通过电网电压定向矢量控制对并网并联变流器进行控制可实现直流侧电容电压的恒定和最大风能的跟踪控制。
关键词：变速恒频；变流器；SVPWM 一、系统配置双馈风力发电机组在实际中被广泛采用。
DFIG 双馈风力发电系统结构图如图1所示。
图1双馈风力发电系统结构图二、网侧并联变流器的等效模型（一）网侧变流器数学模型网侧变流器能够保持直流侧电压不变，同时能够对电网的功率因数进行一定程度的调整。
网侧并联变流器的拓扑结构如图2所示。
图中电网侧的三相电压分别用e a 、e b 、e c 表示，电网侧三相电流分别用i a 、i b 、i c 表示，变流器桥臂交流侧电压分别用v a 、v b 、v c 表示，直流侧电流用i dc 表示，直流侧电容电压用u dc 表示。
R、L g 、C 分别表示电网侧等效电感、电阻和直流侧电容器。
图2网侧并联变流器的拓扑结构（二）并网变流器的等效模型为了便于分析并联变流器系统的等效电路，针对每一相桥臂进行等效电路分析，其单相等效电路模型如图3所示。
图3系统单相等效电路模型图中,L e ､U e 分别表示并联变流器侧的等效电感和输出电压｡i x 表示流过每一相网侧电感的电流｡为简化等效模型,假设所有变流器中的电感值相等,因此L e =L p /2=L n /2｡U dc 表示直流母线电压,d 表示占空比,x 表示a ､b ､c 相｡根据等效原理,在一个开关周期内,每相桥臂中点的电压u ､流过上桥臂的功率开关管的电流i 可以表示为:u e ＝du dc （1）（2）根据电压定律，在ABC坐标系下的电压方程为：（3）由基尔霍夫定律，可得：i x ＝d a ·i a ＋d b ·i b ＋d c ·i c （4）因此可得到网侧变流器的状态方程为：（5）三、网侧变流器的控制策略网侧变流器主要运用双闭环控制策略，分别对电压环和电流环进行调节。
双馈式风力发电变流器资料.
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国电南自1.5MW双馈变流器
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谢 谢！
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解决的办法是需要调整及增加新的硬件，只调整控 制部分是不够的。
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DFIG中的低压穿越问题
. 一种低成本的Crowbar解决方案
Crowbar 电阻
DFIG
晶闸管
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国电南自1.5MW双馈变流器
主要技术指标
• 中间直流电压：1100V • 直流电压纹波系数： ≤5％ • 网侧额定容量： 420kVA • 网侧额定电流 350A • 电流谐波畸变率（THD）：＜5% • 机侧额定容量： 650kVA • 机侧额定电流 480A • 效率：≥97%（额定功率） • 过载能力： 120%功率过载≥1min • 工作环境温度：-30℃～+40℃ • 相对湿度：≤90% • 冷却方式：强迫风冷 • 防护等级：IP21/ IP54 • 外形尺寸：2600×910×2362mm
国电南京自动化股份有限公司
GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.,LTD
双馈式风力发电变流器
2010年6月13日
双馈变流器与直驱变流器的区别
直驱变流器
变流器最大功率=发电机额定功率
双馈变流器
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变流器最大功率= 发电机额定功率
2
双馈变流器拓扑结构
背靠背形式的结构
直流电容
6. 效率的提高
在开通和关断瞬间存在电流与
电压的重叠期，因此要尽量减少 重叠区域。
高开关频率可以获得更好的波
形，但同时带来了更大ห้องสมุดไป่ตู้损耗。
续流二极管的反向恢复能耗。
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DFIG中的低压穿越问题
低压穿越（LVRT）面临的问题 当电网电压跌落时，如果双馈电机仍然挂在电网上， 定子磁通几乎保持于直流分量不变，定子电流增加， 转子侧将会产生过量的电流和电压，从而影响到变流 器。
典型双馈全功率变流器参数比较
率
风
网侧变流器（NPC）和机侧变流器（MPC）两部分构成，二者通过中间直流环节连
能
接，构成一个背靠背（Back-to-Back）/交直交（AC-DC-AC）四象限运行变流器
变
（WG850KFP除外）。发电机产生的幅值频率均变化的交流电，通过机侧变流器整
流
器
流为直流电，经直流支撑电容稳压后输送至网侧变流器，控制系统通过PWM矢量控
一流的电气及结构设计 专利技术的主电路设计 3D结构设计 热仿真技术 模块化设计，安装维修方便 分相单元并联技术，减少母线寄生电感
完善的保护功能 支持LVRT，配置撬棒 多重保护功能 配置防雷保护器及共模电压抑制器
灵活的对外接口方案 友好的人机界面
接口方案 现场总线适配器能将变流器无缝接入多种风电机组，使变流 器作为一个从站，接受风场主控的命令与控制 可选择CANopen, ModbusTCP/IP, Profibus-DP, DeviceNET, EtherNET以及硬接点通讯等总线通讯方案 现场调试可选用EtherNET或串口通讯方式
<90%
冷却方式
水冷
防护等级
IP54
保护功能
电网电压异常保护、电机电压异常保护、防雷保护、过欠速保护、直流过欠压保护、短路
保护、电机过流保护、接地故障保护、过湿保护、通讯故障保护、过载保护、过热保护
通讯总线 标准通讯方式
CANopen
可选通讯方式
Modbus TCP/IP, Device Net, Profibus-DP, EtherNET
大型风能变流器 2010~2011
关于阳光
合肥阳光电源有限公司是一家专注于太阳能、风能等可再生能源 电源变换产品研发、生产和销售的高新技术企业。主要产品有光 伏并网逆变器、光伏离网逆变器、控制器、风能变流器、回馈式节 能负载和电力系统电源等，并提供系统解决方案的设计及技术服 务，是我国最大的光伏电源产品的研发生产企业，也是我国光伏 和风力发电行业为数极少的掌握多项核心技术并拥有完全自主 知识产权的企业之一。2007年，公司引进外资并顺利改制为中外 合资企业。 阳光电源自1997年成立以来，始终以技术创新作为企业发展的动 力源。公司每年投入的研发经费不低于销售收入的10%，拥有一 支以博士、硕士为主体的专门研发队伍，具有可再生能源电源行业 丰富的研发经验和很强的自主创新能力，先后承担了10余项国家 重大科技攻关项目。截至目前，公司已有8项科研成果通过省级以 上鉴定，先后取得发明、实用新型等专利30多项，主持起草了多项 国家标准。 阳光电源在可再生能源电源变换技术领域的创新研究和产业化 方面的突出成绩受到了社会各界的广泛关注和赞誉。吴邦国、贾 庆林、蒋正华等党和国家领导人对阳光电源给予了亲切关怀，对 自主创新工作给予充分肯定；公司先后荣获国家发改委“技术进 步优秀项目奖”，“金太阳”认证，安徽省“115产业创新团队”、“优 秀民营科技企业”，“安徽名牌产品”等荣誉，是“安徽省可再生能 源电源工程技术研究中心”依托单位，安徽省研究生“产、学、研” 示范基地。 未来，阳光电源将秉承“致力于清洁高效”的发展使命，持续创 新，不断提升社会及客户对公司的满意度，积极参与全球竞争，努 力把公司打造成为对社会有更大贡献、全球知名的新能源企业。
浅谈双馈异步发电机变流器工作原理与故障处理
浅谈双馈异步发电机变流器工作原理与故障处理摘要：双馈异步发电机变流器，是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的。
分析双馈电机运行原理和励磁控制方法的基础上，对变速恒频控制、恒压控制、并网控制以及亚同步速、同步速和超同步速三种不同运行状态之间的动态转换控制技术，进行了试验研究，为兆瓦级变速恒频双馈风力发电机励磁控制系统的设计奠定了基础。
关键词：风力发电；变流器；IGBT；变流器故障引言双馈风力发电系统变速恒频变流器的核心技术是基于电力电子和计算机控制的交流励磁控制技术。
本文在华锐SL1500机组的基础上，讲述双馈异步发电系统变流器的工作原理和常见故障处理。
一、变频器基础知识变频器本质上是一种通过频率变换方式来进行转矩(速度)和磁场变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
1变频器的基本结构1.1变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
1.2变频器分为控制电路、整流电路、直流电路、逆变电路。
控制电路：完成对主电路的控制整流电路：将交流电变换成直流电直流中间电路：对整流电路的输出进行平滑滤波逆变电路：将直流电再逆变成交流电2电力电子器件定义电力电子器件又称为功率半导体器件，用于电能变换和电能控制电路中的大功率电子器件(通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上)，又称功率电子器件。
2.1晶闸管与IGBT的区别2.1.1晶体管类（晶闸管）都是不能被控制关断的器件。
2.1.2电力电子中的电力二极管和电力晶闸管属于半控型器件，如果用于整流用六个二极管构成一个整流桥堆，由于导通相角不可以被控制，实际上是不可关断的。
2.1.3但是IGBT是全控设备，可以任意控制导通角，控制关断和开通，这样输出特性可以被任意调整。
双馈风电机组变流器原理
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双馈风电机组双PWM变换器控制技术的发展
双馈风电机组双PWM变换器控制技术的发展一、双馈风电机组的基本原理双馈风电机组是由双馈感应电机和功率电子变流器组成的风力发电系统，其主要包括双馈感应电机、主控制器、功率电子变流器等部分。
双馈感应电机具有两套定子绕组，分别为主绕组和次绕组，主绕组连接到电网，次绕组通过双馈变流器与电网相连接。
功率电子变流器采用PWM变流器，可以有效控制双馈风电机组的风机转速和输出功率。
二、双PWM变换器控制技术的发展历程双PWM变换器控制技术是指通过PWM变换器来控制双馈风电机组的转速、功率输出和电网连接等参数，其发展历程经历了以下几个阶段：1. 传统的双馈风电机组控制技术在双馈风电机组控制技术的早期阶段，主要采用传统的PID控制器来实现对双馈感应电机的控制。
这种方法虽然简单易行，但是对于非线性系统的控制能力有限，容易造成系统振荡和失稳。
随着功率电子技术和数字控制技术的发展，PWM变换器控制技术被引入到了双馈风电机组控制系统中。
通过PWM变换器可以实现对电机转速、功率输出以及电网连接等参数的精确控制，提高了系统的稳定性和控制精度。
3. 矢量控制技术的应用随着人工智能和大数据技术的发展，智能控制技术被引入到双PWM变换器控制技术中，可以通过智能算法对系统进行优化和自适应控制，提高了系统的运行效率和可靠性。
1. 高性能功率模块的应用随着功率半导体技术的不断进步，高性能功率模块的应用可以提高PWM变换器的功率密度和效率，降低系统的损耗和成本。
2. 多电平变换器技术的应用多电平变换器技术可以实现对PWM变换器的输出波形的分段控制，提高了系统的输出电压波形质量和电磁兼容性，对于提高风电系统的功率质量具有重要意义。
通过多源集成技术可以将风能和太阳能等多种清洁能源进行集成，实现多种能源的协同利用和互补，提高了系统的发电效率和稳定性。
双PWM变换器控制技术作为双馈风电机组控制系统的关键技术之一，具有广阔的应用前景和发展空间。
随着我国对清洁能源的大力扶持和风电产业的不断发展，双PWM变换器控制技术将会得到更加广泛的应用，为我国风电产业的发展注入新的动力。
双馈型风力发电变流器及其控制
双馈型风力发电变流器及其控制随着环保意识的日益增强和可再生能源的广泛应用，风力发电技术得到了快速发展。
双馈型风力发电变流器作为风力发电系统中的关键设备之一，在提高风能利用率和电能质量方面具有重要作用。
本文将介绍双馈型风力发电变流器的工作原理、特点优势及其控制方式。
双馈型风力发电变流器是一种交直流变换设备，可将风力发电机发出的交流电转换为直流电，再供给电力系统使用。
其工作原理是采用双馈（交流和直流）线路，通过电力电子器件（如IGBT、SGCT等）的开关动作，控制交流和直流电流的双向流动，实现能量的交直流转换。
高效性：双馈型风力发电变流器具有较高的能量转换效率，可实现风能的最大化利用。
灵活性：双馈型风力发电变流器可通过控制开关器件的占空比，调节输出电流的幅值、频率和相位，满足不同风速和负荷条件下的运行需求。
稳定性：双馈型风力发电变流器可有效平抑风速波动带来的影响，提高电力系统的稳定性。
维护性：双馈型风力发电变流器采用模块化设计，便于维护和检修，降低了运维成本。
矢量控制：通过控制交流侧电流的幅值和相位，实现有功功率和无功功率的解耦控制，提高电力系统的稳定性。
直接功率控制：采用瞬时功率采样，通过控制逆变侧电流的幅值和相位，直接控制有功功率和无功功率，具有快速的动态响应。
神经网络控制：利用神经网络技术，建立风力发电变流器数学模型，实现自适应控制和优化运行。
模糊控制：基于模糊逻辑理论，通过模糊控制器对变流器进行非线性控制，具有良好的鲁棒性和适应性。
双馈型风力发电变流器作为风力发电系统的关键设备之一，具有高效、灵活、稳定和维护简便等特点及优势。
其控制方式多种多样，包括矢量控制、直接功率控制、神经网络控制和模糊控制等，可根据实际应用场景选择合适的控制方式以实现最优运行。
随着风电技术的不断发展，双馈型风力发电变流器在未来将发挥更加重要的作用，为可再生能源的广泛应用和绿色能源转型提供强有力的支持。
随着环境保护和可持续发展的日益重视，风力发电作为一种清洁、可再生的能源，越来越受到人们的。
双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理
双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理双馈异步风力发电机机组是目前常见的大型风力发电机组之一，其变流器是其重要组成部分之一。
本文将从双馈异步风力发电机机组的基本原理、变流器的作用及基本运行原理进行全面阐述。
一、双馈异步风力发电机机组基本原理双馈异步风力发电机机组由双馈异步发电机、变流器、控制系统和发电机基础组成。
其基本原理是运用风能带动叶片转动，带动机组转子旋转产生机械能，通过双馈异步发电机将机械能转化为电能，并通过变流器将发电机产生的交流电转化为直流电，最后将直流电送入电网并通过控制系统实现对发电机的控制。
双馈异步发电机是其核心部件，其转子由两部分组成，一部分是固定在转子上的定子线圈，另一部分是通过刷子环连接到外部电路的转子线圈。
通过这样的设计，可以实现转子侧的双重馈送电，提高了发电机的效率和稳定性。
二、变流器的作用变流器是双馈异步风力发电机机组中至关重要的部件，其作用主要体现在以下几个方面：1.将发电机产生的交流电转化为直流电：双馈异步发电机产生的电能是交流电，而电网所需的电能是直流电，通过变流器可以将交流电转化为直流电，从而满足电网的需求。
2.控制发电机输出电压和频率：变流器可以实现对发电机输出电压和频率的精确控制，保证发电机的输出电能符合电网的要求。
3.实现电机的无级调速控制：通过控制变流器输出的电流和电压，可以实现对发电机的无级调速控制，更好地适应风速的变化，提高发电机的工作效率和稳定性。
三、变流器基本运行原理变流器是由功率电子器件、控制电路和滤波器组成的，其基本运行原理可以概括为以下几个步骤：1.采集电机参数：变流器需要采集发电机的电压、电流、转速等参数，并通过控制系统实时监测和分析，以便实现对发电机的精确控制。
2.实现电能转换：发电机产生的交流电首先经过整流器进行整流，将其转化为直流电；然后通过逆变器将直流电再次转化为交流电，控制其电压、频率和相位，最终输出给电网。
3.控制系统实现闭环控制：控制系统根据发电机的实时参数和外部指令进行分析和处理，通过调节变流器的工作状态，实现对发电机的闭环控制，以达到稳定、高效地发电。
【风机检修专项培训】2MW风电机组变流器产品介绍-双馈
一、科诺伟业公司变流器产品
变流器产品系列
双馈变流器
1.5MW双馈变流器 2MW双馈变流器 2.5MW双馈变流器
3MW双馈变流器
全功率变流器
850kW全功率变流器 2MW全功率变流器
3MW全功率变流器 5MW全功率变流器（690V） 5MW全功率变流器（海上，中压）
一、科诺伟业公司变流器产品
区域变电站风场变压器风机来自网点 箱式变压器690V
风力 发电机
66/110/220KV 其它风电场
10/35kV 场内其它风机
典型的风电机组连接电网图
•假设系统为理想电网； •风场远离高压输电网，电网相对薄弱，与公共连接点相连的区域负荷、其它风电 场发生短路，会使公共连接点电压降低；如果场内有风机发生短路故障，场内的并 网点电压也会降低。 •风电装机容量越来越大，电网中风力发电所占比重已经不能忽视，电网电压短时 间故障如果风机停机会使电网问题扩大化，各国并网导则都对风电机组的不脱网运 行能力提出要求，并要求机组发无功支撑电网电压。
二、2MW双馈型风电机组变流器
电网侧变流器
电网侧变流器控制直流侧电压稳定来保持有功功率 平衡；具备无功控制能力，在静止及发电机定子并 网状态下参与电网无功调节。
二、2MW双馈型风电机组变流器
电机侧变流器
电机侧变流器主回路 当电网侧变流器建立起稳定 的直流母线电压后，且发电 机转速在运行范围内，电机 侧变流器调试运行，为发电 机转子提供交变励磁电流， 控制发电机定子并网，并网 后功率（无功）控制。
电机侧变流器主回路 当电网侧变流器建立起稳定 的直流母线电压后，且发电 机转速在运行范围内，电机 侧变流器调试运行，为发电 机转子提供交变励磁电流， 控制发电机定子并网，并网 后功率（无功）控制。
双馈风力发电变流器和全功率风力发电变流器
负荷
治理 前 电压， ｐ ． Ｕ ． ０ ． ９ ４ ３
负荷
０ ． ９ ２ ８
负荷
０ ． ８ ２ ２
治理 后 电压／ ｐ ｌ ｕ ．
电压 提 高 ／ ％
０ ． ９ ６ ０
１ ． ８
０ ． ９ ７
４ ． ５
０ ． ９ ４ ９
１ ５ ． ５
参考文 献
４ １ （ ８ ） ： ６１ — ６ ７ ．
治 理前 电压 ／ ｐ ｌ ｕ ．
治 理 后 电压 ／ ｐ ． Ｕ ． 电压提 高／ ％
０ ． ９ ３ ０
０ ． ９ ４ ９ ２ ． Ｏ
０ ． ８ ４ ４
０ ． ９ ２ ４ ９ ． ５
０ ． ７ ８ ３
０ ． ８ ９ ６ １ ４ ． ４
位［ Ｄ］ ．杭 州 ：浙 江 大 学 ， ２ ０ １ ３ ． 戴 晓 亮 ．无 功 补 偿 技 术 在 配 电 网 中 的 应 用 ［ Ｊ ］ ． 电 网
技术， １ ９ ９ ９ ， ２ ３ （ ６ ） ： １ １ — １ ４ ．
补 设备 在 电压过 低 时 自动投 入 了两段 电容 器 ，线路 电压提 高率 有 了 明显 提高 。线 路安装 分档 式低 压 串
一
本实 用新 型适用 于 电子 技术领 域 ， 提 供 了一种双 馈风
力 发 电变 流 器 和 全 功 率 风 力 发 电变 流 器 ， 双 馈 风 力 发 电变
主 断路器 ；第一 主 断路器为 真空 断路器 。
流器， 包 括第一 机侧 变换器 、 第一 网侧 变换器 、 主 接触器 、 并 网接触 器和第 一主 断路器 。
作 者 简 介
风电机组变流器系统介绍
双馈型变流器拓扑图
网侧口 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
滤波器
Crowbar
预充电：电网侧变流器启动时，先闭合预充电回路
网侧入口 电流测量
在放电过程中，开关断开（三极管截止） 时，电感开始给电容充电，电容两端电压升高， 升压完毕。
直接控制发电机转矩，动态响应好， 发电机端电流THD小。
发电机转矩不直接控制，直流侧斩波环 节可采用多重化，动态响应慢，定子电
流谐波大。
全功率变流器电气组成：1、电网侧变流器回路
2、电机侧变流器回路 3、直流侧卸荷单元
定子 DFIG
转子
S1 双馈电 机转子
转子
转子
变流器 电流测量
Crowbar
滤波器
网侧LC滤波单元与箱式变压器漏感构成LCL拓扑结构，有效 地滤除高次谐波，降低变流器对电网的高次谐波污染。
机侧通过由LCR所组成的du/dt网络，有效降低发电机终端的 电压尖峰，减少对发电机绝缘的损坏，提高发电机使用寿命。
电网电压 测量
变流器 网侧电流测量
变流器
转子电流测量
滤波器
Crowbar
双馈型变流器控制原理
由交流异步发电机的原理可得下面关系式：
f1
fr
fs
np 60
fs
其中f1为定子电流频率，n为转速，p为电机极对 数，fs为转子励磁电流频率，由该公式可知，当发 电机 转速变化时，若控制转子供电频率fs相应变化 ，可使f1保持不变，与电网电压保持一致，这就是 交流励磁发电机变速恒频运行的基本原理。
浅析双馈型风力发电变流器及其控制
浅析双馈型风力发电变流器及其控制摘要：双馈型风力发电变流器是我国社会中常用的一种电力发电应用设备，这种发电变流器在我国电力供应市场中的应用，可以大大降低风力发电的工作效率，降低风力发电的运行成本，实现我国风力发电技术的进一步开发与应用，提高电力应用的发展水平，本文对双馈型风力发电变流器的关键技术和实际应用进行技术分析探究，达到对双馈型风力发电变流器的研究与控制，推荐我国新能源的开发与应用。
关键词：双馈型；风力发电变流器；发电变流器控制引言：社会主义经济发展结构的逐步完善，为社会主义社会各个层面的经济变革发展提供了发展新空间，风力发电代替传统煤炭发电，成为现代社会电力资源供用发展的重要组成、双馈型风力发电变流器在我国风力发电企业中的应用广泛程度得到进一步优化，双馈型风力发电变流器采用循环变流器和直交变流器的同步应用，是双馈型风力发电变流器在工作中，有用功的比重提高，风力发电中电流转换水平和转换渠道更加灵活，风力发电系统的运行成本降低，为推进我国社会经济发展动力的逐步完善提供发展新动力。
一、双馈型风力发电变流器及其控制技术的分析（一）双馈型风力发电变流器关键技术分析双馈型风力发电变流器在现代风力发电中的应用范围得到广泛应用，是我国社会电力资源供应的重要组成部分，双馈型风力发电变流器的关键技术主要分为交直流变流器，循环供应变流器以及矩形供应变流器三种类型，本文结合双馈型风力发电变流器在实际应用中的三种类型，对双馈型风力发电变流器的变流关键技术进行分析。
1.交直流变流器双馈型风力发电变流器的交直变流器通过外部电流传输，将风力资源转换为电力运行中电流运输结构和运输质量的综合性应用，达到应用变流器储存电感或电容，实现风力资源转化为电力资源，当电流传输中电力资源供应与电力系统的供应中出现电力资源应用和分析，交直流变流器对电力输送系统进行系统保护，电流传输的安全性和电力资源控制管理在实际应用作用增强。
双馈型风力发电变流器的交直变流器在进行电力传输中，电力传输系统与电压滤波之间形成了电力供应系统的电流供应波的供应强度分，从我国电力资源中出现电压交流电电压控制与分析技术与电压的稳定程序之间的出现电压供应转化问题，双馈型风力发电变流器的交直变流器会变流系统内部保护，从而实现了双馈型风力发电变流器的交直变流器变流应用范围的进一步完善拓展。
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。
双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理
双馈异步风力发电机机组变流器基本运行原理双馈异步风力发电机机组是目前风力发电领域中应用较为广泛的一种发电机组。
其基本构成包括风机叶片、发电机、变流器等部件。
其中，变流器是整个系统中至关重要的部分，它可以将发电机产生的交流电转换为直流电，并根据系统的需要进行变压和逆变操作，实现最终的电能输送。
下面将详细介绍双馈异步风力发电机机组变流器的基本运行原理。
1. 实现双馈异步发电机的功率控制在双馈异步风力发电机机组中，双馈发电机在转动时由于风速的变化和负载的不同，其输出的电压和频率也会有所变化。
为了保证输出电能的稳定性和可控性，需要通过变流器对发电机输出的电流进行调节和控制。
变流器将发电机产生的交流电转换为直流电，并通过内置的控制系统实现对输出电流的调节和功率的控制，从而满足电网接入的需求。
2. 实现双馈异步发电机的无级变速双馈异步风力发电机机组的另一个特点是可以实现无级变速。
当风速发生变化时，变流器可以通过调节发电机的转速来实现风机的功率匹配，从而最大化系统的发电效率。
变流器通过控制发电机的转矩和速度，使得发电机的输出功率和风机转速保持在一个合适的工作范围内，同时确保整个系统的稳定性和可靠性。
3. 实现双馈异步发电机的无功功率调节双馈异步风力发电机机组在接入电网时，需要满足电网的无功功率调节需求。
变流器可以通过控制发电机的功率因数来实现无功功率的调节，从而维持整个系统的功率平衡和稳定运行。
变流器可以根据电网的要求调节发电机的无功功率输出，使得风力发电机机组可以在不同电网情况下灵活运行，并实现无功功率的补偿。
总的来说，双馈异步风力发电机机组变流器的基本运行原理是通过将发电机输出的交流电转换为直流电，并通过内置的控制系统实现对输出电流、功率、转速和功率因数的调节和控制，从而保证整个系统的稳定运行和高效发电。
变流器在风力发电系统中发挥着至关重要的作用，是风力发电技术不断发展和完善的关键技术之一。
(2013-07-01)双馈变流器技术及故障分析 (2)
模拟量 扭矩控制(名义MD值) 输入 模拟量 输出
Signal信号 励磁 载荷要求 故障确认 就绪 DC 24V Mita DC 24V DC 0V 释放断路器 速度传感器 逆变器超速 逆变器准备运行 逆变器正在加热 逆变器准备关闭 逆变器处于工作范围内 并联运行 逆变器故障 逆变器出现主要故障 主同步开关安全链接 主同步开关欠压 紧急断开逆变器安全链接 紧急关闭 DC 24V逆变器 DC 0V逆变器 再次设定安全链接 CW 人工调节风向CW CCW 人工调节风向CCW UPS故障 CosPhi控制(名义功率因数值) Common shield普通屏蔽 转速 扭矩 普通屏蔽
常见故障分析
1.2 技术参数
序变流器技术指标 网侧变流器 额定功率：480kVA 额定输入电压：690V 输入电压范围：+10%, -20% 频率范围：48~63Hz 交流电流：400A/cosφ =0.8 过载能力：150%，10秒钟，循环间隔6分钟 过流保护点：1000A 开关频率：2kHz 损耗：5kW
oCC101RdlFanOn_ oCC101PlcReaClo oCC101PchByp oCroT1_Clo oCroT1_Ope oSorBreClo (*spare oSorBreUVoRst oSorBreYU_Rst oSorBreOpe oCC101HumHea
数字量 输入
编码器
数字量 输出
101RdlFanOn_; 101PlcReaClo; 101PchByp; CC.PhO.CroT1_Clo; CC.PhO.CroT1_Ope; CC.PhO.SorBreClo; CC.PhO.; CC.PhO.SorBreUVoRst; CC.PhO.SorBreYU_Rst; CC.PhO.SorBreOpe; 101HumHea;
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讨论一下双馈变流器与全功率变流器的技术难度那个更大一些？
看了最近的广发证券海得控制的调研报告。
里面有一段是这样描述的。
于是产生这样的疑问，希望行内人士多发表自己的看法。
“对于双馈变流器来说，风速比较大的时候，30%能量由电机流向电网。
当风速比较小的时候，30%的能量由电网流向电机，所以从控制的角度来看，由于双馈变流器需要一端控制电网，另外一端控制电机，所以双馈变流器比全功率变流器设计更加复杂，控制更难。
所以说，一家公司如果已经拥有双馈变流器技术，那么他再开发全功率变流器就非常容易，反之则不是。
”
另外，据我个人了解，目前国内进行风电变流器开发的单位也以全功率型居多，特别是新进入的企业，如荣信、江苏大全、上海科祺、江苏南自通华等。
阳光电源好像也是全功率型的销售情况比较好。
是不是从这方面可以推断双馈型变流器控制难度是不是要比全功率型的要大？为什么新进入的好多企业以全功率型作为突破口呢？是不是因为大家都看好直驱是未来风电机组的发展趋势？海得控制和深圳禾望做双馈型变流器比较成功，但其核心技术好像都是来自艾默生。
国内有单独研究双馈变流器且应用比较成功的厂家吗？
不论是双馈变流器还是全功率变流器，所用功率器件几乎都是进口。
难点之一就是结构布局。
最大的难点在于软件设计和控制算法。
结构布局相对容易抄袭，而软件设计和控制算法抄袭难度很大。
全功率，基本上也就是用功率模块堆起来的，也可以说是用双馈的模块堆积起来的，你说哪个难度大？
模块并联当然有一定的难度，但这方面的难度让功率器件厂商给解决了一部分，因为功率器件厂商可以提供模组。
国内的厂家也容易学习参考，因为这东西看得见，摸得着。
控制算法基本要靠猜测+验证了。
我觉得国内开发变流器的难点还是在控制算法这块。
这块花费的时间要长双馈和全功率变流器有许多相同的地方，也有许多不同的地方，情况如下：
1、都采用了PWM背靠背方案，两者拓扑、主要器件及配置方案基本相同，可以理解将双馈变流器的的接线由转子改到定子即可
2、控制策略方面，网侧和电机侧的策略基本相同，网侧控制电压恒定和1功率因素，机侧控制发电机力矩
3、不太相同的是并网策略和低电压穿越策略。
很明显，由于电机与电网隔开，所以低电压穿越直驱要比双馈容易控制。
风力发电机全功率和双馈的区别在于发电机与变频器：
全功率变频风力发电机在发电机定子与电网间连接了一个与发电机功率相同的变频器，将发电机发出的电压、频率不同的电力，经过整流、逆变后变成与电网电压、频率相同的电力，输入电网。
双馈风力发电机是在发电机转子与电网间连接了一个变频器，通过改变转子中的励磁电流的频率，使得在定子上发出与电网电压、频率相同的电力，输入电网。
两种风力发电机都可使风机实现变速运行以提高风力发电机捕捉风力的效率，双馈的优点是变频器的功率可以只的风机功率的三分之一，这样可以降低成本，但这也使使风机对电网的波动比较敏感，在电网电压波动时，比较容易跳闸脱网。
全功率风力发电机一般采用永磁发电机（也可以是其它类型的，但目前多用的是永磁同步发电机），成本高一些，但这时发电机与电网全隔离，发电机受的冲击小，寿命长，故障率低，特别是对电网波动的敏感度小，可不增加任何设备实现低电压穿越功能，在电网故障时，可以发出无功，以维持电网电压，可以说是电网友好型风机，随着可控硅部件的成本降低，今后的风机发展应该是这个方向。
就是永磁发电机只能全功率变频逆变到电网,而双馈发电机是一部分发电机并网,一小部分逆变并网1需要更多请QQ-195436804
全功率就是变流器的容量和发电机的容量要一样大，双馈的因为只是控制发电机的转子发电量，所以容量只要发电机容量的1/3。