双馈风力发电模拟实验机组
1.5MW双馈风力发电机技术改造研究--基于华锐SL1500机组
（3）参照GB/T 755要求，重新设计轴承温度传 感器安装位置，确保轴承温度监控有效。
（4）在确保发电机效率和电能品质的前提下， 增大发电机定、转子气息，减低发电机转子挠度， 防止转子挠度大引起的发电机振动异常。
（4）转子为散嵌结构，线圈端部未有效固定， 端部线圈与支架存在位移变化，可引发转子绝缘击 穿故障；
（5）转子铁心长，转子通风孔数量及通风直径 小，冷却风扇侧未有效优化风路结构，转子冷却风 扇处存在风路自循环缺陷；
（6）定子为散嵌结构，线圈两端端部未进行有 效固定，定子绝缘击穿风险系数高，PT100埋置在定 子线圈表面位置，不利于监控定子温升状况。
（3）传动端增加接地装置。通过转轴有效接 地，释放发电机转轴上电压，避免轴电压对轴承的 影响。 2.2.2 优化轴承润滑和轴承装配结构
（1）重新设计轴承润滑结构。减低轴承润滑通 道阻力，确保轴承有效润滑，防止轴承润滑不畅引 起的轴承高温疲劳故障。
（2）优化轴承装配结构。增加传动端轴承冷却 风扇，减低发电机轴承温升；优化发电机转子通风 结构，减低转子温升对轴承的热传导。综合减低轴 承温度，有效提升轴承使用寿命。
（1）进行发电机轴承选型设计。计算得到发电 机轴承使用寿命为不低于20年；轴承为非绝缘轴承 （FAG/SKF），采用进口件轴承，确保轴承质量可 靠性。
（2）将绝缘轴承结构改为绝缘端盖结构（如图 2所示）。绝缘体将端盖与轴承座隔离，阻断轴电 流的途径。采用绝缘端盖结构可提升发电机转轴对 地绝缘性能，确保发电机抗轴承电蚀能力[7]。优化 后，绝缘端盖耐压2 000 V（DC），对地绝缘电阻 ≥1 MΩ。
（8）检查发电机集中润滑器、转速编码器和滑 环系统，对其缺陷部分进行维护维修，提升发电机 整体质量性能。
双馈风电机组的基本原理及PSCAD建模
制作为转子侧换流器控制，
同步旋转坐标系d轴与DFIG
定子磁链矢量Ψs重合。
ur ir Pe / Qs
图10 定子磁链定向的矢量控制
定子磁链定向: ψsd Lsisd Lmird s
ψsq Lsisq Lmirq 0
us =j e s =usq
PQ解耦控制:
ps
3ωe Lm 2Ls
sirq
注：图7来源于朱晓荣老师授课PPT
19
p 风力机协调控制策略1
• 通过转速的PI控制器进行最大功率跟踪控制，通过功率的PI控制 器调节风力机桨距角限制捕获的机械功率。
风机向电网送 出的总功率
转速参考值
• 最大功率跟踪控制器：
转矩参考值
Pe
r*
Te*
• 桨距角控制器： Pe Pe _ max，桨距角为0°，
定子、转子电流频率的关系：
pnr f 2 f 1 60
p-极对数
f1-定子电流频率
nr -发电机转速 f2 -转子电流频率
图2 DFIG变速恒频运行原理框图
• 定子电流频率f1由电网决定， 当发电机转速nr发生变化时，
可调节转子电流频率f2，实现变 速恒频运行。
13
p 双馈风机功率关系
图3 DFIG有功功率关系图
Qs* Pe Pe_max
并网控制器 Qg*
图6 双馈风机控制策略汇总
p 风力机的功率跟踪曲线
Pm
2
Rt2v3C
p
=0.5C
p
（
Rt
）3
Rt2
3 t
Popt
=0.5Cpmax
Rt opt
3
πRt2t3 =koptt3
3.0MW中速双馈风力发电机的试制
《 电机 技 术》２ １ 年 第 ６ ． ９ ０１ 期 ２．
１ 参数
研究与交流
批
击琶 亿
３ 电磁 设计
该 电机 定子冲片外径为 １３ ｍｍ、 ４Ｏ 内径为 中 ０ １５ ｍｍ， １ 铁心长度５ ０ ６ ｍｍ， 定子铁心采用斜槽 叠压方式 。 第一片冲片中间槽槽 口朝１点方向放 ２ 置， 从非驱动端看， 非驱 动端相对于驱动端逆 时 针旋 转一个定子槽 （ ．。 。 ２５ ） 定子铁心整圆由６ 个 扇形片组成 ， 每片２ 槽 ， ４ 整圆共 １４ 叠片采用 ４ 槽， １ 错位叠压 。 、 ／ ２ 定 转子槽数分别选取 １４ ４ 槽和 １０ ２ 槽， 使槽配合达到最优状态。 定 转 子 铁 心 冲片均 采 用优 质 冷轧 硅 钢 片 ５ Ｗ３０ ０ １冲制， 使得铁损降至最低。 采用新技术 、 新材料、 新工艺， 优化了发电机的电磁设计方案 ，
研究与交流
３Ｏ ．ＭＷ 中速 双馈风 力发 电机 的试 制
段 慧 张新 凯 孙 学鹏
天津赛瑞机器设备有限公 司 （ ０ ３ １ ３００ ）
Ｔｒａ ｏ ｕｃ ｉ ｎ ｏ ． Ｍ Ｗ ｅ ｉ ｍ ・ｐｅ ｄ Ｄｏ ｌ －ｅ ｉ ｄ Ｇｅ ｅ ａ ｏ ｉ ｌＰｒ ｄ ｔｏ ｆ３ ０ Ｍ ｄｕ ｓ ｅ ｕｂ ｅ ｆ ｄ Ｗ ｎ ｎ ｒ ｔ ｒ
３张新凯等． 高压双馈风力发电机成为发展趋势． 电机技术， ００ ． ２ １６ ．
（ 收稿 日期： ０ １０ ．９ ２ １—５０ ）
作 者简 介 ： 段 慧 ， ，９２ 生． 女 １８ 年 工程 师 ． 从事 电舰 设 计工作 现
３ ・ ０ １ 第６ 《 ０ ２ １年 期． 双馈型感应风 力发电机设计中的几个问题探讨 电机技
双馈式风力发电机并网与解列控制及仿真研究
双馈式风力发电机并网与解列控制及仿真研究∗郑景文;刘鹏;李玉超【摘要】The control process and control strategies of Doubly-fed wind power generator’s Grid-connection and Splitting Cutting-out were studied. Based on the mathematical model of doubly-fed wind power generator, the corresponding Control schemes of Grid-connection and Splitting have carried on the detailed introduction and analysis. Then based on PSCAD/EMTDC simulation, the theoretical analysis results were verified. The results showed that:the grid-connection control strategy makes voltage amplitude fluctuation smaller and it has higher control precision, quicker response and it can follow the Grid-voltage; Accordingto the starting grid step, it can realize the interconnection of zero impacts between the stator current. Stator current closed-loop control strategy based on slope control can smooth and rapid control stator current and fast drop-out, it makes whole solution column process moresmoothly;Solution steps listed can make the doubly-fed generator cut out quickly from the power grid, completing the process of soft solution column.%对双馈式风力发电机的起动并网、解列切出的控制过程和控制策略进行了研究。
双馈风电机组低电压穿越实验平台设计
ｂ ｅ ｅ．ｈ ｅ ｉ ｆｅ ｐ ｒ ｅ ｔ ｌｔ ｒ ｏ ｌｗ ｖ ｌ ｇ ｄ ｒｕ ｈ Ｉ Ｔ ｆｗ ｎ ｕｂｎ ｉ ｏ ｂｙｆｄ ｉ— ｅ ｎ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓ ｎ ｏ ｘ ｅ ｍ ｎａ ｐａ ｏｍ ｆ ｏ ｏｔ ｅｒ ｅ ｔ ｏ ｇ （ Ｒ ）ｏ ｉｄ ｔ ｉｅ ｗｔ ｄ ｕ ｌ— ｎ Ｔ ｇ ｉ ｌ ｆ ｒ ａ ｉ ｈ ｒ ｈ ｅ
Ａｕ ｕ ｔ ０ １ ｇ ｓ ２ １
电机 的转 速 会 在 短 时 间 内快 速 加 大 ， 当达 到 风 力 发 电机 的转 速 极 限 时就 会 引发 刹 车 系 统 工 作 而 导 致 机 组 脱 离 电网 。 因此 ， 了减 小 电压 跌 落 时转 子 为 故 障 电流 。通 常采 用 在 转 子 回 路 串入 旁 路 电阻来
ｏ ｉ ｆ Ｗ ｎｄ Ｔｕｒ ｎｅ ｗｉｈ ｕ ｙ．ｅ ｎｄ ｔｏ ｅ ｒ ｔ ｒ ｂｉ ｔ Ｄｏ ｂｌ ｆ ｄ Ｉ ｕｃ ｉ ｎ Ｇ ｎｅ ａ ｏ
ＬＩ ＮＧ Ｙｕ。． ．，ＣＨＥＮＧ ｎ ｚ ｎ ＣＡＩ Ｘｕ 一，ＣＡＯ ｎ－ｅ ｇ Ｍｅ ｇ－ｅ ｇ ， Ｙｕ ｆ ｎ
关 键 词 ： 力 发 电 ；双 馈 感 应 电机 ；低 电 压 穿 越 风 中 图 分 类 号 ： Ｍ １ Ｔ ６４ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ０ ｌＯ （ ０ ）８ ０ ３ － ２ １０ 一 Ｏ Ｘ ２ １ ０ － ０ ７ ０ １
Ｔｈｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｐｅ ｉ ｅ ａ ａ ｆ ｒ ｏｒ Ｌｏ Ｖｏ ｔ ｇ ｄ ｓｇ ｆ Ｅｘ ｒ ｍ ｎｔ ｌＰｌ ｔｏ ｍ ｆ ｗ ｌ ｅ Ｒｉ ｅ Ｔｈｒ ｕｇ ａ ｏ ｈ
Ｋｅ ｙｗｏｒ ｓ： ｎｄ ｐ ｗｅ ｅ ｅ ａ ｉｎ； ｄｏ ｂｌ ｆｄ ｎ ｃ ｉｎ ｅ ｅ ａ ｏ ； ｌ ｗ ｏ ｔｇ ｒｄｅ ｔ ｏ ｇ ｄ ｗｉ ｏ ｒ ｇ ｎ ｒ ｔｏ ｕ ｙ— ｉｄｕ ｔｏ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｏ ｖ ｌａ ｅ ｉ ｈｒ ｕ ｈ ｅ
双馈风电机组参与系统辅助频率控制的仿真
卷第
期
� � � � � � � � � � � � -
年 月 � � � � � � � � � � � � � � -
双馈风电机组参与系统辅 助频率控制的仿真 � � � � � � � � � � 冯学敏
1
林礼清 2 温步瀛 1 江岳文 1
闽侯 3 5 0 1 0 8 2 . 福建水口水力发电有限公司 , 福建 闽清 3 508 00 )
双馈发电机组的附加频率控制环节
不 同类 型的 风电 机组 频率响 应比 较 的 异步 风力 发电 机 组 ,
于双 � 馈发 电机 的叶 尖速 比并 非最 佳值 , 使 功率 有所 对一 台单 机容 量 为 1 M
下降 � 文 献 2 提出 在发 电机 母线 上加 装超 导储 能单 进行 M 仿 真分 析 假定 负荷突 然增 加 100 � �
量, 逐渐 成为 � 风力发 电的 主流 机型 机 组对 系统 频率 � � 慢 ,价 格因 素也 限制了 其发 展 文献 5 介绍 双馈发 制, 实现 了转 速与电 网频 率的 解耦 ,几 乎不 对电力 系 � 用 环境 和作 用还 需进 一步 探讨 统提 供有 效的 转动 惯量 若 不增 加额 外的 频率控 制 措施 ,就 会失 去对系 统频 率的 快速 响应 随 着大 量兆 � 实 现同 其他 调频 机组 一样 参与 调频 M 仿真显 � � � � � 瓦级 风力 发电 机组 并入 电网 , 将 对电 力系 统的频 率 控制 产生 不利 影响 因 此,需 对双 馈风 力发 电机 组增 加控 制措 施, 使其 也能参 与电 力系 统频 率控 制, 维持 电力 系统 频率 稳定 文献 1 指出,双馈机组由于风轮叶片隐藏动 能 ,具备 了一 定的 调频 能力 但 频率控 制结 束后 ,由 示 , 采 用该 方法 在一 定程 度实 现了 对频率 的快 速响 应 , 双 馈风 力发 电机 组具 有参 与系 统辅助 频率 控制 的 能力
双馈风力发电机书
双馈风力发电机书摘要：一、双馈风力发电机的原理与结构二、双馈风力发电机的优缺点三、双馈风力发电机在我国的应用与发展四、双馈风力发电机的运行维护与管理五、双馈风力发电机的未来发展趋势正文：一、双馈风力发电机的原理与结构双馈风力发电机是一种采用双馈传动技术的风力发电机组。
其主要由风轮、传动系统、发电机、变频器和控制系统等部分组成。
双馈风力发电机的原理是利用风力驱动风轮，风轮通过传动系统将动力传递给发电机，发电机发出电能经过变频器调节电压和频率后，输送到电网。
二、双馈风力发电机的优缺点双馈风力发电机具有以下优点：1.高效率：双馈风力发电机的转子与电网直接连接，降低了损耗，提高了发电效率。
2.适应性强：双馈风力发电机具有较强的适应性，可适应不同风速和风况条件。
3.结构紧凑：双馈风力发电机采用双馈传动技术，使得发电机尺寸较小，降低了整个机组的体积和重量。
4.可靠性较高：双馈风力发电机的传动系统相对简单，维护方便，运行可靠性较高。
然而，双馈风力发电机也存在一定的缺点：1.对风速要求较高：双馈风力发电机的最佳工作效率对应于一定风速范围，当风速低于或高于这个范围时，效率会降低。
2.噪音较大：由于传动系统的存在，双馈风力发电机的噪音较直驱风力发电机较大。
3.投资成本较高：与直驱风力发电机相比，双馈风力发电机的投资成本和维护成本较高。
三、双馈风力发电机在我国的应用与发展我国双馈风力发电机的技术水平世界领先，已成为全球最大的双馈风力发电机市场。
近年来，我国政府高度重视新能源产业的发展，双馈风力发电机在我国得到了广泛应用。
根据统计数据，我国双馈风力发电机的装机容量持续增长，占全部风力发电装机容量的绝大部分。
四、双馈风力发电机的运行维护与管理为确保双馈风力发电机的稳定运行和延长机组寿命，运行维护与管理至关重要。
主要包括以下几个方面：1.定期检查：定期对双馈风力发电机的各个部件进行检查，确保机组处于良好状态。
2.故障排查：发现故障及时进行排查，分析原因并进行修复。
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。
双馈式风力发电系统的运行控制与建模仿真
｜
＿
。
图 ３ 桨 距 角 （ 控 制 器 ）
Ｆ ｇ ３ Ｂｌ ｃ ｉ ｇ ａ ｏ ｉ ｈ ｎ ｇ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｉ． ｏ ｋｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｐ ｔ ｉ ｇａｎ ｌ ｏ ｔｏ ｌ ａ ｃ ｅ
喜
１４ 双 馈 发 电 机 模 型 ．
定子侧 取 发 电机惯 例 ， 子 侧取 电动机 惯例 ． 转 建
A
。
A
+
0 0
．
驴
1 16
；
伊+
G
=
1 0 4
．
(4 )
；C 4
=
取 平 均 风 速 为 6 2
．
m
湍 流 强 度 为 4％
，
式 中 G
=
．
：
C
1：
0
．
5 17
6
；
Q
=
5
；C
5
=
2 1
；
风 速 的仿 真 波形 如 图 2 所 示
[“
。
0 006 8
。
变 流器
图 1
F ig 1
．
双 馈式 风 力 发 电 系统 的简化 结 构
d (口
=
6 2
．
m
／) s
收 稿 日期 作者简介
：
2 0 0 7 12 2 1
．
—
：
吉 同 军 ( 1 9 8 3 ) 男 江 苏 盐 城 人 硕 士 研 究 生 从 事 风 力 发 电方 面 的 研 究
-
，
，
，
，
。
E
-
m a
i l ：j i t o
n
基于PSS／E的双馈风力发电机组低电压穿越仿真分析
在 机 端 电压 跌 落 的 同 时 ， 会造 成 双 馈 风 力 发 电机 的 输 出功 Ｅ ３ ］ 张旭 东． １ ０ ｋ Ｖ配 电线路 常见 故障及 处理 措施 ［ Ｊ ］ ． 中国水 能及
电气 化 ， ２ ０ ０ ９ （ １ １ ）
线 路 的 防 范及 维 护措 施 ， 以降 低 雷 击 事 故 的 发生 率 。
程 金钗 朱 光伟
（ １ ． 广 东 明阳风 电产业 集 团有 限公 司 ， 广东 中 山 ５ ２ ８ ４ ３ ７ ； ２ ． 广州 奥 的斯 电梯 有 限公 司 ， 广东 广 州 ５ １ ０ ６ ２ ０ ）
摘
要： 以双 馈风力 发 电机组 为研 究对 象 ， 阐述 了双馈 风力 发 电机 组 的低 电压穿越 基本 原理 ， 并 以电力 系统分 析软件 Ｐ Ｓ Ｓ ／ Ｅ为开发 平
至少 １ Ｏ 额定功率／ ｓ 的功率变化 率恢 复至故障前的值 。
１ 低 电压 穿 越 的 实 现 原 理
１ ． １ 变 流 器 模 型
风 力 发 电机 变 流 器 模 型 框 图 如 图 ２ 所 示 。 电网发 生 故 障导
时候 ， 能够保持并 网， 甚至 向电网提供 一定的无功 功率 ， 支持 电
Ｄ ｉ ａ ｎ ｑ ｉ ｇ ｏ ｎ ｇ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｙ ｕ Ｚ ｉ ｄ ｏ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ￣电气工程与自动化
●■■■■■■ ■■■■＿＿ ＿＿■■■ ■■■■■■ ■■■■■■ ■＿＿●●一 ￣１ １ １ １ ＿
基于 Ｐ Ｓ Ｓ ／ Ｅ 的双 馈 风 力 发 电机 组低 电压 穿越 仿 真 分 析
究， ２ ０ １ ３ （ ４ ）
Ｅ ｓ ］邢 登 峰． １ Ｏ ｋ Ｖ架空 配 电线路 常见事 故分析 及 运行 与维 护 ｔ － Ｊ ］ ．
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双馈风力发电模拟实验机组
双馈风电机组（又称：双馈风力发电机模拟试验台），是风力发电行业广泛应用的模拟实验机组，该机组具有模拟变速恒频风力机组并网发电的功能及特性，是风电行业科学研究、教学实验的理想产品。
双馈风电机组分为拖动单元、控制单元、发电单元、测量单元。
本机组使用原动电机为拖动单元，电动机通过联轴器拖动双馈发电机。
用户可根据设计的实验目的由控制单元调节电动机转速，达到宽范围模拟大自然风速变化引起的发电机发电状况之变化。
用户通过开放式测量单元，可以根据自己的实验需求给定发电机转矩，通过控制双馈发电机的功率输出，达到变速恒频风力机组的并网发电等过程各参数的实验研究。
通过机组故障模拟，达到对机组常见故障的认识和处理方法。
拖动单元的原动机选用异步电动机（也可选用永磁同步电动机、交流同步电动机、直流电动机）：模拟机组因风速变化而引起的转速变化。
发电单元选用双馈发电机（也可选用永磁同步发电机、直流发电机、交流异步发电机，交流同步发电机）：双馈发电机变速恒频发电。
控制单元选用变频器控制拖动电机转速，用以模拟风速的变化，同时可以方便的通过计算机控制变频器实现电机的转速调节模拟风机出力。
测量单元选用光电编码器采集发电机的转子位置和实时转速，光电编码器安装于发电机后端输出轴上（两台电机联轴间也可安装扭矩传感器，用于测量轴功率和转速）；选用电压、电流、频率等测量传感元件及检测显示表面板、按键，开关模块等，对电量信号进行采集、分析、处理。
机组实现变速恒频风力机组发电状态的模拟，包括转速、转矩、发电量及有功、无功调节。
拖动单元：模拟机组因风速变化而引起的转速变化。
机组模拟实验内容
1、风力发电机接线形式实验
2、空载运转实验
3、风速模拟实验
4、转距模拟实验
5、发电功率模拟实验
6、其它相关发电性能及测量实验
7、控制策略模拟实验等
8、发电机故障模拟实验
1）定子匝间短路故障
2）定子对地短路故障
3）转子匝间短路故障
4）转子对地短路故障
5）轴承机械故障
武汉市仨人电机有限责任公司于近期研制成功兆瓦级有刷双馈风电动态模拟试验机组及系统，其参数标幺值与兆瓦级双馈风力发电机标幺值相近，能较好的模拟原型机的动态过程。
为试验研究风力发电机组的过渡过程提供了最直接可靠的试验手段。
该机组参数
原动机： 22KW 变频调速异步电动机
动态模拟双馈发电机： 10KW有刷专用定制模拟双馈发电机
武汉市仨人电机有限责任公司可以根据客户的要求订制科研，教学用途的各种试验机组，设备和系统。
本公司的双馈风力发电机组是国内价格最低的试验机组，已在国内多所大学及科研院所使用，均得到用户的较高认可。