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恒速恒频风力发电系统的优化设计

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:发电机及其控制系统是风力发电系统的另一大核心部分,其运行状况和控制技术决定着整个风力发电系统的性能、效率和输出电能质量。根据发电机组的运行特性,风力发电机组可以分为恒速恒频风力发电机组和变速恒频风力发电机组两大类。风速变化时通过调控风力机发电机的转速恒定不变,输出恒频交流电的风电机组称为恒速、恒频风电机组。

恒速恒频风力发电系统的优化设计

发电机及其控制系统是风力发电系统的另一大核心部分,其运行状况和控制技术决定着整个风力发电系统的性能、效率和输出电能质量。根据发电机组的运行特性,风力发电机组可以分为恒速恒频风力发电机组和变速恒频风力发电机组两大类。

风力发电机组输出电压的频率应保持为额定值fs=50Hz不变。风速变化时通过调控风力机发电机的转速恒定不变,输出恒频交流电的风电机组称为恒速、恒频风电机组。风速改变时控制发电机转速随风速改变,使风力机叶尖速比入为最佳值,通过调控发电机的运行工况使其输出频率保持恒定为fs=50Hz(见图3-23a所示的绕线转子(有刷)双馈异步发电机)或通过整流器-逆变器使输出电压的频率保持恒定为fs=50Hz(参见图3-20、图3-21和图3-22),被称为变速、恒频风力机组。(www.xing528.com)

恒速恒频风力发电系统有以下几个缺点:一是与发电机相连的风力机转速不能随风速而变,从而降低了对风能的利用率;二是当风速突变时,巨大的风能变化将通过风力机传递给主轴、齿轮箱和发电机等机械部件,在这些部件上会产生很大的机械应力,频繁出现的冲击性机械应力可能会引起这些部件的疲劳损坏,因此设计时需要加大安全系数,从而导致机组重量加大,制造成本增加;三是并网时可能产生较大的电流冲击。

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