Система производства электроэнергии - основная система для преобразования мощности ветряных турбин

Чтобы преобразовать механическую энергию в переменный ток в соответствии со стандартом сети, ветряные турбины должны быть оснащены системой преобразования энергии, с помощью которой механическая энергия, содержащаяся в ветровой турбине, с изменяющейся скоростью преобразуется в стабильный переменный ток в соответствии с напряжением сети и частотные параметры, мы называем эту систему преобразования энергии системой производства электроэнергии.

Существуют различные типы систем выработки электроэнергии для современных больших ветряных турбин. Различные компании по производству ветряных турбин выбрали разные технические пути, они разработали и произвели ветряные турбины с различными типами систем выработки электроэнергии, поэтому мы видели ветряные турбины с разными формами и внутренними частями.

В зависимости от типа приводной цепи типы ветряных турбин можно разделить на три категории: высокоскоростной привод, среднескоростной привод и прямой привод, где системы выработки электроэнергии с высокоскоростным приводом в основном включают асинхронные системы выработки электроэнергии с двойным питанием и асинхронные электростанции с короткозамкнутым ротором. системы генерации, модели, которые мы называем асинхронными генераторными установками двойного питания и асинхронными генераторными установками с короткозамкнутым ротором; среднескоростной привод мы также называем полупрямым приводом, системы выработки электроэнергии для систем выработки электроэнергии с постоянными магнитами, модели, которые мы называем моделями полупрямого привода. Генераторная система с низкоскоростным приводом представляет собой генераторную систему с постоянными магнитами.

Несмотря на то, что существует множество типов систем выработки электроэнергии, состав их основных конфигураций одинаков. Основными компонентами систем производства электроэнергии являются генераторы и преобразователи. Основываясь на различиях в структуре приводной цепи и различиях в генераторах и преобразователях, были разработаны и успешно применены к ветряным турбинам различные системы выработки электроэнергии.

Одним из основных компонентов системы выработки электроэнергии ветровой турбиной является генератор, который преобразует механическую энергию в переменный ток через генератор. Основными типами генераторов являются синхронные генераторы с постоянными магнитами, асинхронные асинхронные генераторы с двойным питанием и генераторы с короткозамкнутым ротором; разные типы генераторов подходят для разных типов приводных цепей. Из-за нестабильного характера ветра частота и напряжение переменного тока от генератора нестабильны, поэтому система выработки электроэнергии также должна быть оснащена другим основным компонентом.

Этот другой основной компонент — преобразователь. Ветряные турбины преобразуют электроэнергию с нестабильной частотой и напряжением от генератора в электроэнергию со стабильной частотой и напряжением, которая соответствует стандартам сети, через преобразователь, который в основном доступен в виде преобразователя полной мощности и преобразователя с двойным питанием. Различные типы генераторов должны быть сконфигурированы с различными преобразователями для достижения стабильного качества выработки электроэнергии, управления выработкой электроэнергии, контроля крутящего момента и других функций.

Итак, какова основная конфигурация модели ветроэнергетики для систем производства электроэнергии? Ниже приводится введение в каждую из них, дающее общее представление о типах систем производства электроэнергии, их основных конфигурациях и сценариях применения.

Системы асинхронного производства электроэнергии с двойным питанием

Асинхронные генераторы с двойным питанием плюс преобразователи с двойным питанием

Тип приводной цепи асинхронной ветряной турбины с двойным питанием представляет собой высокоскоростной привод, а его система выработки электроэнергии представляет собой систему асинхронного производства электроэнергии с двойным питанием, которая состоит из асинхронного генератора с двойным питанием и преобразователя с двойным питанием.

Рабочее колесо блока двойного питания соединено с ротором асинхронного генератора двойного питания через повышающий редуктор. Частота, напряжение, амплитуда и фаза возбуждения обмотки ротора автоматически регулируются преобразователем в соответствии с требованиями эксплуатации, благодаря чему установка может вырабатывать электроэнергию на разных скоростях с постоянной частотой, что имеет преимущества широкого диапазона скоростей. регулирование, независимая регулировка активной и реактивной мощности, малая мощность преобразователя возбуждения ротора (около 1/3 от номинальной мощности генератора), высокая скорость, малый крутящий момент, небольшие габариты и масса, большой коэффициент увеличения скорости редуктора, Генератор с контактными кольцами и щетками в определенной степени влияет на надежность. В настоящее время агрегаты с двойным питанием являются наиболее распространенными ветряными турбинами.

Асинхронные системы генерации электроэнергии с короткозамкнутым ротором

Асинхронные генераторы с короткозамкнутым ротором плюс преобразователи полной мощности

По сравнению с асинхронными ветряными турбинами с двойным питанием, основное отличие асинхронных ветряных турбин с короткозамкнутым ротором состоит в том, что ротор генератора представляет собой закрытую каркасную конструкцию, для которой не требуются такие конструкции, как щетки и контактные кольца, а также обмотки статора генератора. объединены в сеть через преобразователь полной мощности. Асинхронный генератор с короткозамкнутым ротором не имеет специальной структуры возбуждения и получает возбуждение через преобразователь на стороне статора для обеспечения регулирования скорости и постоянной частоты. Клеточные асинхронные ветроэнергетические установки обладают преимуществами высокой надежности и широкого диапазона регулирования скорости. Для асинхронных генераторов с короткозамкнутым ротором требуется преобразователь полной мощности, и вся энергия должна преобразовываться через преобразователь, поэтому стоимость преобразователя выше, чем у преобразователя с двойным питанием, хотя некоторые производители внедрили асинхронные системы выработки электроэнергии с короткозамкнутым ротором в морских моделях из-за их высокая надежность.

Системы синхронного производства электроэнергии с постоянными магнитами и прямым приводом

Генератор с прямым приводом и преобразователь полной мощности

Генераторная система представляет собой синхронную систему выработки электроэнергии с постоянными магнитами, которая делится на генератор с постоянными магнитами с прямым приводом, генератор с постоянными магнитами с полупрямым приводом и высокоскоростной генератор с постоянными магнитами в соответствии с различными приводными цепями и ветроэнергетикой. в основном использует генератор с постоянными магнитами с прямым приводом и генератор с постоянными магнитами с полупрямым приводом

Рабочее колесо PMG напрямую связано с генератором, что устраняет необходимость в бустерном редукторе, а ротор возбуждается постоянным магнитом, что устраняет необходимость во внешнем источнике питания возбуждения и снижает потери возбуждения. Генератор агрегата с прямым приводом PMG подключен к сети через преобразователь полной мощности, преимущества которого заключаются в высоком КПД, низком уровне шума и низком напряжении; синхронный генератор PMG имеет большое количество пар полюсов и больше по размеру и весу.

Каждая из этих систем имеет свои преимущества и недостатки, и разные компании, производящие ветряные турбины, выбирают тип системы на основе своего выбора технологии и стоимости, а также своего суждения о рынке, и разрабатывают ветряные турбины, соответствующие типу системы. .