浅析变频器在双馈异步风力发电机的应用

浅析变频器在双馈异步风力发电机的应用

何伟

国电承德华御新能源有限公司 河北省承德市 067000

摘 要：当前 我国面临着一系列发电方面的问题。为了解决双馈异步风力发电机组的变频器发生的各种问题，我们必须注重实际操作的性能 将有效解决双馈异步风力发电机组的变频器产生速度跟不上风速的问题。这篇文章结合实际 主要从双馈异步风力发电机组的变频器的原理及应用方面进行探讨 希望给予读者一些借鉴。

关键词：双馈异步风力发电机组；变频器原理；应用

1针对双馈异步风力发电机组的变频器的原理

双馈异步风力发电机组的变频器在其具体的运作中要结合发电机转子转速大小来确定 这对于双馈异步风力发电机组来讲是通过发电机的频率、转速和定子电流频率控制在合理的范围内就得利用好发电机的频率来有效的控制电机电流励磁的大小关系，从而更好的做到电流频率发生在可控制的范围内。

通常情况下，为了将发电机转子转速nl控制在合理的区间 就得从保证风力发电免受外界的干扰从而将采取有力的措施逐步解决风力不够带来的发电动力不足的问题。之前 我们是处于设备落后的具体环境下一些措施受到其他各方面的影响，从而很难实现风力发电，这对于异步发电机的工作状态有很大的影响，主要体现在这三种不同的工作形态，即：工作趋于整体化、不太饱和持续工作状态方面。为了使得变频器的工作状态开展工作的顺利 就得抓好双馈异步风力发电机组的变频器的原理。

1.1双馈异步发电机运行的速度

我们在研究具体的机组运行工作时 要结合一定的发电机转子转速，这也是一种有效防止发电机出现故障的前提条件。在一般情况下只有结合发电机组的实情，才能找到切实可行的有效方案，这对于发电机转子的运行，意义重大。我们必须抓住发电机转动所产生的功率来确定其研究的方向这也是通过对转子电流产生的旋转磁场的新的认识 要结合一定的认识，从防止不必要的并网的条件来调节好风力发电机的能量我们要控制好一定的范围内的风力 这是有效研究双馈异步发电机运行于亚统一速度的关键。

1.2 双馈异步发电机运行于统一的速度

现阶段 我们在研究双馈异步风力发电机组的变频器的原理时 要依据风速大小来做好发电条件的有效利用条件，这也是我们将发电机转子转速调整的过程。目前来讲，发电机定子并网是一种趋势 我们的积极运用变频器来操控 这是实现转子电流产生的旋转磁场的先决条件。在利用好发电机转子向变频器输出较大功率时 我们就得将风力发电机能稳定在一定的范围。

2 针对双馈异步风力发电机组的变频器的应用

2.1 调节转速

为了制止发生风力发电的偏差出现 我们要从研究转速开始 逐步将具体操作规划好。我们在预测风速低于额定风速时 就得将变频器的转速设定在可控的范围内，从而有利于风力发电变频器的使用过程严格依照规划进行运作。一定的运作时间可以有效的保障发电机的借助风力进行运作。如果出现了风速过高或者风速过低，都会影响到发电机输出功率的大小 通常在具体的调整过程中 ，会依据额定功率，这样做的目的是为了降低风力发电的消耗 解决好发电机运行的合理状态。这也是我们容易发生忽略的地方 往往会使得电网输出功率减少。为了将机组的额定功率调整在合理状态 我们必须依靠发电机输出功率来控制好电阻。这对于变桨距机构的动作滞后有一定的阻止作用，其实，为了使得发电机转速下降，我们必须将变频器调整在输出功率不大的区间内，这是做好在风速瞬时下降过程中采取的有力措施。从而实现有效的保障发电机正常的运作的目的。

2.2 机组并网控制

为了将风力发电机组并网的程序做好 就得依据频率与电网频率进行分析 通过对电压与电网电压等具有相同性的分析后，产生一定的效率会有效的调节机组并网的发生，我们在做好机组并网过程时，要紧紧抓住风力发电的能量不放松，有效的结合电势差的情况 通过结合转子接触器形成瞬间过电流的情况来处理好风力机转速大小，从而使得变频器在电机转动时产生误差这对于频率和相位是否相同有重要的作用。

2.3 调节无功、滤波和过电压保护

为了减少励磁电流的幅值，我们要依据发电机和电网电压大小来有效的控制，从而利用好无功功率的调节来限制大小。这往往会在发生风力动能时，发生电机变频器在利用整流、滤波、逆变、再滤波等这些情况的发生。只有将电压控制在一定的范围内，再利用好电网的谐波干扰 这样可以促进风力发电机组的工作效率。我们在研究变频器中的Crowbar电路调整时，发现电网电压跌落产生的电阻是有效抑制定子电流的交流暂态分量 达到有效的促进直流母线电容器进行运转的有力措施。

3 双馈异步风力发电机变频器运用过程中应注意的技术细节

1)风电场同厂家同容量双馈异步风力发电机一般采用相同容量等级变频器和相同电阻值Crowbar保护模块，而现场各发电机实际运行阻抗特性会存在微弱差异，当电网瞬时短路故障或雷击造成发电机接入点发生电压跌落时，Crowbar保护模块触发后，各发电机转子电流衰减动态过渡过程及时间会有一定偏差，使得各发电机冲击转矩会有很大不同。因此，在选取Crowbar电阻时，风电场应根据各个发电机实际特性参数情况，分别对Crowbar电阻值进行检测、整定、选取，避免发电机阻抗特性参数误差过大，以及Crowbar电阻选取不合理，使得发电机在低电压穿越过渡过程中，产生Crowbar电阻值太小而无法有效限制转子最大电流或Crowbar电阻值太大引起转子过电压等不利影响。

2)在正常状况下，变频器直流母排电压设置在1000~1100V之间，直流支撑电容个体额定电压值设计为450V/个，3个串联电容最高电压为1350V，因此变频器直流母线电压变化范围一般不得超过1300V。当电网出现故障或扰动引起低电压穿越(LVRT)或高电压穿越(HVRT)过渡阶段、机组极限超转速运行范围时段，为保证机组不脱网，直流母线电压通过电容电压检测值反馈至变频器控制系统，由控制系统进行变频器IGBT闭环控制调节，保证直流电压幅值在合理设计(1250~1300V)范围内短暂调整，避免过高母线电压值会影响直流支撑电容及IGBT(1700V DC额定电压)工作寿命。在变频器日常维护过程中，应充分考虑3个串联电容均压效果，当串联电容均压电阻劣化使得阻值明显变大时，会造成串联电容分压不均匀，在母线电压突变瞬间升高过渡状况下，容易造成其中一块电容承受电压超过自身耐压值而击穿。因此，建议对运营3年及以上的变频器，在经受高功率运行过程中电网端突然异常失电及冷却效果突然失效或经受低温(-10℃及以下)环境长时间停运状况时，在恢复运行前，对变频器均压电阻进行检测排查，以消除均压电阻历经过高温度或过低温度而产生阻值增大现象，避免均压电阻劣化引发的变频器功率模块故障。

3)变频器停止运行期间，在昼夜温差较大、湿度较高气候阶段，变频器柜内容易形成结露现象，导致变频器安全稳定运行受到很大影响。因此，在日常维护工作中，必须重视并网柜、控制柜、功率柜的密封、除湿维护质量，确保各设备柜密封状况良好，必要时加装功率适宜的除湿机，以保证高温高湿气候的柜内设备温湿度满足环境质量要求。

结束语

双馈异步风力发电机组的变频器在其应用中发挥着重要的作用。本文论述了双馈异步风力发电机组的变频器的原理和应用，这对于风力发电行业发展的意义重大。

参考文献：

［1］王东 鲁志平 赵双喜 冯红岩 杨东.双馈风力发电机与变流器的参数匹配研究［J］.微电机，2011(05)：136.