郭迪華，武修苗，楊旭

(大唐三門峽風(fēng)力發(fā)電有限公司，河南 三門峽 472000)

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，能源緊缺和環(huán)境污染的現(xiàn)象日益嚴(yán)重。風(fēng)能作為一種可再生能源，完全符合保護(hù)生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的要求，它是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一種新動(dòng)力源。我國(guó)風(fēng)能資源十分豐富，實(shí)際可開(kāi)發(fā)利用量達(dá)253 GW。為充分利用河南地區(qū)豐富的風(fēng)力資源，中國(guó)大唐集團(tuán)公司在河南省三門峽地區(qū)建設(shè)了一系列風(fēng)電項(xiàng)目。大唐三門峽風(fēng)力發(fā)電有限公司(以下簡(jiǎn)稱三門峽風(fēng)電公司)北臨黃河，南臨秦嶺支脈，屬于較明顯的內(nèi)陸山地風(fēng)電場(chǎng)。風(fēng)電場(chǎng)使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包含雙饋異步發(fā)電機(jī)和永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)2種。

在雙饋異步發(fā)電機(jī)中，變頻器控制轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流解決了發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及實(shí)時(shí)追蹤發(fā)電機(jī)最大功率輸出點(diǎn)的問(wèn)題;另外，它還用來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)之間轉(zhuǎn)差功率和勵(lì)磁無(wú)功功率的傳輸。而永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)中的全功率變頻器將發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)完全分開(kāi)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的全部功率都由它進(jìn)行傳輸，所以，對(duì)于同一額定功率的發(fā)電機(jī)組，它的額定設(shè)計(jì)功率比雙饋?zhàn)冾l器大。

本文通過(guò)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)所用2種變頻器的分析，闡述了變頻器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的作用以及工作機(jī)制，為深入研究適用于山地風(fēng)電場(chǎng)的變頻器提供依據(jù)。

1 雙饋型變頻器簡(jiǎn)介

三門峽風(fēng)電公司使用的雙饋型變頻器按廠家分類，有禾望變頻器、森瑞克斯變頻器和許繼變頻器，3類變頻器的基本原理相同。

1.1 變頻器的原理

如圖1所示，雙饋型變頻器功率模塊采用背靠背結(jié)構(gòu)。網(wǎng)側(cè)功率模塊為三相橋式脈沖寬度調(diào)制PWM(Pulse Width Modulation)整流電路，機(jī)側(cè)功率模塊為三相橋式PWM逆變電路。單個(gè)橋臂由續(xù)流二極管和絕緣柵雙極型晶體管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)組成，通過(guò)直流母線電容將網(wǎng)側(cè)整流回路和轉(zhuǎn)子側(cè)逆變回路隔離。

圖1 變頻器工作原理圖

3種變頻器的控制策略都為主控控制。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，主控實(shí)時(shí)跟蹤轉(zhuǎn)速，當(dāng)風(fēng)速改變時(shí)，主控給變頻器“轉(zhuǎn)矩給定”的信號(hào)，變頻器再通過(guò)機(jī)側(cè)功率模塊中的驅(qū)動(dòng)回路來(lái)控制絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的通斷，對(duì)直流母排的電流進(jìn)行逆變，從而得到所需轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率。網(wǎng)側(cè)功率模塊可以穩(wěn)定直流母排上的電壓，當(dāng)電能由轉(zhuǎn)子側(cè)向電網(wǎng)輸送時(shí)，直流母排上的電流經(jīng)過(guò)網(wǎng)側(cè)功率模塊的逆變，達(dá)到工頻頻率。

1.2 變頻器的作用

1.2.1 當(dāng)風(fēng)速改變時(shí)，始終保持與電網(wǎng)頻率一致

由圖1可知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子直接與電網(wǎng)連接，變頻器與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、電網(wǎng)相連，主控通過(guò)變頻器控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)勵(lì)磁電流的頻率、相位和幅值來(lái)保證發(fā)電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下其定子側(cè)的輸出頻率與電網(wǎng)頻率一致，以滿足并網(wǎng)條件，即實(shí)現(xiàn)變速恒頻控制。

發(fā)電機(jī)定子輸出電壓頻率

式中:f1為發(fā)電機(jī)定子輸出電壓頻率;p為發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù);fm為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械頻率，fm=n/60，n為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速;f2為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流頻率。

由式(1)可知，當(dāng)轉(zhuǎn)子的機(jī)械頻率fm因風(fēng)速變化而變化時(shí)，通過(guò)控制勵(lì)磁電流的頻率f2來(lái)控制定子輸出電壓的頻率。

2011年6月19日，三門峽風(fēng)場(chǎng)#22風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)圖如圖2所示。#22風(fēng)力發(fā)電機(jī)由東方汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)，其極對(duì)數(shù)p為2，即發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1500 r/min時(shí)，fm為25 Hz，由式(1)可知此時(shí)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流頻率f2為0，電網(wǎng)提供直流勵(lì)磁。由圖2可以看出，轉(zhuǎn)速越接近1500 r/min，轉(zhuǎn)子側(cè)勵(lì)磁電流的頻率越小。

圖2 風(fēng)場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)圖

1.2.2 調(diào)節(jié)功率因數(shù)使發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)最大功率輸出

如圖3所示，在不同風(fēng)速下(v1＞v2＞v3)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率特性曲線不同。最佳功率曲線Popt曲線是各不同風(fēng)速下最大輸出功率點(diǎn)的連線。由圖3可知，在同一個(gè)風(fēng)速下，在不同轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)會(huì)有不同的功率輸出。在風(fēng)速變化時(shí)，及時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可使發(fā)電機(jī)保持最佳功率輸出。機(jī)側(cè)功率模塊通過(guò)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)勵(lì)磁電流來(lái)控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

三門峽風(fēng)電公司#22風(fēng)力發(fā)電機(jī)2011年6月19日運(yùn)行數(shù)據(jù)圖如圖4所示。由圖4可看出，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，定子側(cè)有功功率隨之減小。

由圖2可知，風(fēng)速變化時(shí)，主控給變頻器“轉(zhuǎn)矩給定”增大，勵(lì)磁電流的轉(zhuǎn)矩分量隨之變化，得到的發(fā)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩增大，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速呈上升趨勢(shì)。

1.2.3 軟啟動(dòng)及加熱功能

3個(gè)廠家的變頻器都有預(yù)充電回路。下面以禾望變頻器為例，分析預(yù)充電回路的作用:主回路容量大，啟機(jī)時(shí)若通過(guò)主回路直接充電，會(huì)造成大電流而損壞回路中的器件;而預(yù)充電回路中有限流電阻，在啟機(jī)時(shí)應(yīng)降低回路中電流，以保護(hù)各器件;在主控給變頻器啟機(jī)信號(hào)時(shí)，變頻器首先會(huì)檢查變頻器的溫度，當(dāng)冬天山地地區(qū)溫度過(guò)低時(shí)，會(huì)通過(guò)加熱回路加熱。

1.2.4 轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)之間轉(zhuǎn)差功率的傳輸

式中:s為轉(zhuǎn)差率，是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差對(duì)同步轉(zhuǎn)速之比值;ns為同步轉(zhuǎn)速;n為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

當(dāng)式(2)中的n＜ns且s＞0時(shí)，發(fā)電機(jī)處于亞同步運(yùn)行狀態(tài)，式(2)計(jì)算結(jié)果為正值，轉(zhuǎn)差功率由電網(wǎng)經(jīng)變頻器輸入到轉(zhuǎn)子側(cè)，變頻器向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)提供交流勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)僅由定子輸出電能給電網(wǎng);當(dāng)n=ns且s=0時(shí)，發(fā)電機(jī)處于同步運(yùn)行狀態(tài)，變頻器向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)提供直流勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)由定子輸出電能給電網(wǎng);當(dāng)式(2)中的n＞ns且s＜0時(shí)，發(fā)電機(jī)處于超同步運(yùn)行狀態(tài)，式(2)計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差功率由變頻器回饋給電網(wǎng)，即發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子共同輸出電能給電網(wǎng)。

1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟機(jī)時(shí)變頻器的動(dòng)作過(guò)程

圖5所示為風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)變頻器的動(dòng)作過(guò)程及與其他設(shè)備之間的信號(hào)傳遞過(guò)程。由圖5可知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，變頻器的動(dòng)作是由主控控制的。

圖5 變頻器啟動(dòng)邏輯

1.4 電網(wǎng)異常時(shí)變頻器的動(dòng)作機(jī)制

1.4.1 抑制三相電壓不平衡

電氣化鐵路牽引機(jī)車站的連接方式會(huì)造成電網(wǎng)三相不對(duì)稱現(xiàn)象嚴(yán)重。鐵路機(jī)車牽引負(fù)荷是功率大、空間和時(shí)間分布隨機(jī)性強(qiáng)的單相負(fù)荷，當(dāng)有重機(jī)車通過(guò)時(shí)所造成的大量單相負(fù)荷形成的不平衡電流會(huì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)接入電源點(diǎn)的電能質(zhì)量造成沖擊，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)的電能質(zhì)量下降。河南三門峽地區(qū)承擔(dān)著隴海鐵路上大量牽引機(jī)車站的供電任務(wù)，鐵路上單相電氣化列車頻繁穿越造成電網(wǎng)電壓嚴(yán)重不平衡，導(dǎo)致該地區(qū)風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)頻繁跳閘脫網(wǎng)。

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生三相電壓不平衡時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組中會(huì)流有負(fù)序電流。該負(fù)序電流在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中會(huì)感應(yīng)出倍頻電流，該倍頻電流會(huì)使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子局部受熱嚴(yán)重、損耗增大、效率降低，同時(shí)會(huì)引起發(fā)電機(jī)的力矩脈動(dòng)使發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。在網(wǎng)側(cè)功率模塊中采用P－R(比例－諧振)電流控制系統(tǒng)，計(jì)算在電網(wǎng)不平衡條件下為實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)需要的轉(zhuǎn)子電流，通過(guò)補(bǔ)償控制作用量，對(duì)網(wǎng)側(cè)變頻器正負(fù)序電流進(jìn)行快速調(diào)節(jié)與精確控制，保證輸出電壓和電流中不含負(fù)序分量，達(dá)到工頻輸出。

1.4.2 低電壓穿越

在近期制定的《國(guó)家電網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定(試行)》［1］中，要求風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有低電壓穿越的控制能力。當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，會(huì)造成雙饋發(fā)電機(jī)定子電流增加。由于轉(zhuǎn)子與定子之間磁性耦合，快速增加的定子電流會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流急劇上升，造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器過(guò)流。同時(shí)，由于風(fēng)力機(jī)調(diào)節(jié)速度較慢，故障前期風(fēng)力機(jī)吸收的風(fēng)能不會(huì)明顯減少，而發(fā)電機(jī)組由于定子端電壓降低，不能正常向電網(wǎng)輸送電能，即有一部分能量無(wú)法輸入電網(wǎng)，這些能量由變頻器系統(tǒng)內(nèi)部消化，可能導(dǎo)致直流側(cè)電容充電、變頻器直流側(cè)過(guò)壓［2－3］。這些會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器和直流母線的電容造成物理?yè)p害。

如圖5所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子側(cè)出現(xiàn)過(guò)流、過(guò)壓時(shí)，在轉(zhuǎn)子側(cè)功率模塊與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的Crowbar電路會(huì)接入，當(dāng)故障消除時(shí)Crowbar電路斷開(kāi)。風(fēng)場(chǎng)早期所使用的是被動(dòng)式Crowbar，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障到一定限值就觸發(fā)轉(zhuǎn)子側(cè)Crowbar，通過(guò)晶閘管短路轉(zhuǎn)子繞組保護(hù)變頻器。然后，發(fā)電機(jī)必須脫網(wǎng)，消除短路后晶閘管處產(chǎn)生的直流電流;當(dāng)電網(wǎng)故障消除后，發(fā)電機(jī)重新并網(wǎng)。這是一個(gè)自我保護(hù)型控制過(guò)程，不對(duì)故障電網(wǎng)電壓提供支撐，并且在電網(wǎng)故障切除后也不能立即對(duì)電網(wǎng)恢復(fù)供電，無(wú)法實(shí)現(xiàn)低壓穿越。為滿足國(guó)家電網(wǎng)的要求，風(fēng)場(chǎng)改為使用主動(dòng)式Crowbar。主動(dòng)式Crowbar存在控制器件和控制降壓回路，當(dāng)電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)，關(guān)斷Crowbar回路，延時(shí)一段時(shí)間轉(zhuǎn)子側(cè)功率模塊重新發(fā)脈沖向電網(wǎng)提供無(wú)功功率支撐，以保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持并網(wǎng)運(yùn)行。

2 全功率變頻器

2.1 全功率變頻器的原理及結(jié)構(gòu)

風(fēng)場(chǎng)使用新疆金風(fēng)科技有限公司生產(chǎn)的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組采用多極同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子采用永磁磁鋼勵(lì)磁，將轉(zhuǎn)子與風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪連接，將定子繞組功率輸出直接連接到全功率的變頻器上，由變頻器將發(fā)電機(jī)輸出變化的電壓、電流轉(zhuǎn)換為和接入電網(wǎng)相匹配的值。風(fēng)場(chǎng)使用Freqcon全功率變頻器，其結(jié)構(gòu)原理如圖6所示，其采用二極管被動(dòng)整流、三重Boost斬波升壓、雙PWM逆變的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有效解決了低風(fēng)速下發(fā)電機(jī)輸出電壓低時(shí)變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題。它通過(guò)Boost斬波升壓環(huán)節(jié)將逆變器直流母線電壓提高并穩(wěn)定在合適的范圍內(nèi)，使逆變器的調(diào)制范圍更寬，保證了變頻器的高效穩(wěn)定運(yùn)行;同時(shí)，還可以對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)輸出側(cè)功率因數(shù)進(jìn)行校正，提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率。此外，它在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)可滿足國(guó)家風(fēng)電入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求的低電壓穿越功能，保證風(fēng)力機(jī)組安全、可靠并網(wǎng)。

對(duì)全功率變頻器而言，其重點(diǎn)在Boost斬波升壓和雙PWM逆變環(huán)節(jié)，被動(dòng)整流環(huán)節(jié)只是把發(fā)電機(jī)出口交流量整為直流，可以保持整流后電壓電流的連續(xù)輸出而沒(méi)有突變。Boost斬波升壓回路一方面對(duì)直流母線起著升壓、穩(wěn)壓的作用，另一方面通過(guò)可編程控制器(PLC)控制Boost的電流給定，可以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的目的;雙PWM逆變環(huán)節(jié)的主要作用在于將直流母線的電壓電流調(diào)制成工頻按正弦波變化的量，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)輸出功率的穩(wěn)定并網(wǎng)。

圖6 Freqcon全功率變頻器結(jié)構(gòu)原理

2.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)變頻器的動(dòng)作機(jī)制

變頻器的啟動(dòng)邏輯如圖7所示。

圖7 變頻器的啟動(dòng)邏輯

風(fēng)力發(fā)電機(jī)主控系統(tǒng)給變頻器信號(hào)，變頻器開(kāi)始預(yù)充電過(guò)程，當(dāng)直流母線電壓高于±420 V后，網(wǎng)側(cè)斷路器閉合，預(yù)充電電阻被短接，直流母線會(huì)進(jìn)一步上升到±600 V，預(yù)充電過(guò)程完成;然后變頻器反饋Converter ready信號(hào)給主控，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到并網(wǎng)轉(zhuǎn)速后，主控給變頻器Converter-enable信號(hào)，變頻器觸發(fā)IGBT調(diào)制，控制輸出電壓電流參數(shù)與并網(wǎng)參數(shù)一致。

2.3 電網(wǎng)異常時(shí)變頻器的動(dòng)作機(jī)制

全功率變頻器不但能滿足低風(fēng)速下的穩(wěn)定運(yùn)行，在風(fēng)速突變時(shí)其通過(guò)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)來(lái)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)平穩(wěn)、高效運(yùn)行。此外，其對(duì)電網(wǎng)的支撐作用良好，當(dāng)電網(wǎng)故障電壓下降時(shí)，在電壓跌至20%額定電壓時(shí)能夠維持并網(wǎng)運(yùn)行625 ms;在電網(wǎng)電壓不低于額定電壓的90% 時(shí)，風(fēng)力機(jī)組能保持不間斷并網(wǎng)運(yùn)行。變頻器還可以向電網(wǎng)提供無(wú)功電流，支持電網(wǎng)電壓的恢復(fù)。

在電網(wǎng)故障電壓下降時(shí)，由于葉輪轉(zhuǎn)速不變，發(fā)電機(jī)、整流器的運(yùn)行狀態(tài)不變，即發(fā)電機(jī)輸出功率大于變頻器輸出給電網(wǎng)的功率，導(dǎo)致直流母線電壓升高，變頻器控制器此時(shí)觸發(fā)制動(dòng)電阻導(dǎo)通，將多余的功率以熱耗的形式消耗在制動(dòng)電阻上。同時(shí)，變頻器向電網(wǎng)提供無(wú)功電流，支持電網(wǎng)電壓的恢復(fù)。當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常時(shí)，制動(dòng)電阻回路斷開(kāi)，直流母線電壓恢復(fù)正常，變頻器正常工作。

風(fēng)速在6.5 m/s、有功功率在300 kW左右時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)77/1500 kW機(jī)組電網(wǎng)電壓三相對(duì)稱跌落時(shí)的故障錄波如圖8所示。

由圖8可知，單相最低電壓258 V，跌落為額定電壓的64.8%，風(fēng)力機(jī)組最大電流700 A，電壓低于90%以下持續(xù)時(shí)間為19 s。在整個(gè)電壓跌落過(guò)程中，該機(jī)組始終保持并網(wǎng)運(yùn)行，有功功率連續(xù)平穩(wěn)輸出。同時(shí)，風(fēng)力機(jī)組還向電網(wǎng)提供無(wú)功支持，最大無(wú)功功率達(dá)450 kV·A，可以加快電網(wǎng)的故障恢復(fù)。

圖8 機(jī)組故障錄波

3 2種變頻器的異同

在本文第1章節(jié)和第2章節(jié)中，分別介紹了2種變頻器的工作原理等，本章節(jié)對(duì)2種變頻器進(jìn)行比較分析。

3.1 實(shí)現(xiàn)變速恒頻的方式不同

雙饋型變頻器通過(guò)控制轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率來(lái)控制定子側(cè)輸出電壓的頻率，以實(shí)現(xiàn)變速恒頻;而全功率變頻器通過(guò)“整流－逆變”的方式，把定子側(cè)的輸出電壓先整流成直流，再通過(guò)網(wǎng)側(cè)功率模塊進(jìn)行逆變調(diào)制，從而達(dá)到與電網(wǎng)一致的輸出頻率。

3.2 控制策略不同

雙饋型變頻器通過(guò)機(jī)側(cè)變頻器控制轉(zhuǎn)子側(cè)的勵(lì)磁電流來(lái)控制發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié);采用PWM全控整流，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁鏈的解耦，即輸出有功功率和無(wú)功功率的控制。

全功率變頻器通過(guò)升壓斬波器來(lái)調(diào)節(jié)其輸入電流來(lái)控制發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

3.3 額定設(shè)計(jì)功率不同

雙饋異步發(fā)電機(jī)定子直接與電網(wǎng)連接，大部分功率直接由定子側(cè)輸出給電網(wǎng)，部分功率由轉(zhuǎn)子通過(guò)變頻器輸出給電網(wǎng)，通過(guò)變頻器的功率僅為轉(zhuǎn)差功率(約為發(fā)電機(jī)額定功率的1/3)，而全功率變頻器的全部視在功率均流過(guò)變頻器。所以，在2種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定功率相同時(shí)，其全功率變頻器的額定設(shè)計(jì)功率要大很多。

3.4 故障時(shí)處理能力不同

在電網(wǎng)異常和故障狀態(tài)下，雙饋?zhàn)冾l器發(fā)電機(jī)需運(yùn)行在特殊控制算法之下，否則電流沖擊和畸變均很嚴(yán)重，發(fā)電機(jī)的安全也會(huì)受到影響;而全功率變頻器由于其發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)完全隔離，在電網(wǎng)跌落和不對(duì)稱時(shí)，發(fā)電機(jī)仍可運(yùn)行在對(duì)稱狀態(tài)。

［1］中國(guó)電力科學(xué)研究院.國(guó)家電網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定(試 行)［S/OL］.http:∥ www.fenglifadian.com/zhengce/339CCJJl.html.

［2］I Erlich，M Wilch，C Feltes.Reactive Power Generation by DFIG Based Wind Farms with AC Grid Connection［C］∥The 1 2th European Conference on Power Electronics and Applications.Aalborg:2007:1 －10.

［3］Anca D Hansena，Gabriele Michalke.Fault Ride-through Capability of DFIG Wind Turbines［J］.Renewable Energy，2007，32(9):1594 －1610.