风电机组变流器介绍
变流器介绍1
1.
2. 3.
器件的作用 网侧模块用于将输入的三相交流电整流为变流器直 流母线所需的直流电，或将转子侧模块输出的能量 回馈电网，在电网波动的情况下维持直流母线电压 的稳定，还有调节网侧的有功和无功。在软起主接 触器闭合的时候在网侧开始调制，调制的目的是使 主接触前后的波形保持一致避免产生一个很大的冲 击电流。 CLL 滤波器接在电网和网侧模块之间，用于吸收高 频分量，防止变流器的开关噪声污染电网。 转子侧模块连接在发电机转子上，通过调节转子励 磁电流实现系统的变速恒频发电以及发电机有功、 无功的调节。
低压穿越：低电压穿越能力是当电力系统中风电装机容量 比例较大时，电力系统故障导致电压跌落后，风电场切除 会严重影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具有低 电压穿越能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网 运行。 风电机组应该具有低电压穿越能力： a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并 网运行625ms的低电压穿越能力； b）风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的 90%时，风电场必须保持并网运行； c）风电场电压不低于额定电压的90%时，风电场必须不间 断并网运行。
通信参数设臵 在确认光纤连接正确的情况下，在菜单栏中点击“配 臵”→“通讯设臵”或工具栏上的 图标在通讯端口处选 择 USB 转光纤模块的 COM 点击“测试连接”按钮，若测 试成功后，会弹出所示界面，点击“确定”按钮。
用户切换 在建立通讯连接以后， 用户需要切换权限到“高级用户” 权限， 在 菜单栏选择“管理”→“切换用户”，弹 出如图输入用户密码，单击“确定”按钮以后，软件将开 放所有“高级用户”的权限。
在发电机转子侧装有crowbar电路，为转子侧电路提供旁
用于直驱型风力发电系统的变流器
用于直驱型风力发电系统的变流器Introduction：现在的能源越来越受到人们的关注，各种新的能源板块不断涌现。
在这其中，风能便是一种十分有前景的新能源，因此风力发电也是目前非常热门的产业之一，风力发电系统的核心组成部分就是变流器，本篇文章将围绕直驱型风力发电系统的变流器展开讨论。
直驱型风力发电系统的变流器变流器是能够将非直流电源转化成直流电源的电子设备，其作用在于将交流电能转化成可用直流电能。
风力发电系统的核心组成部分之一即为变流器，变流器可以将风起的旋转运动转换成直流电能，从而保证整个系统的正常运转。
因此直驱型风力发电系统的变流器是一个至关重要的部分。
直驱型风力发电系统的优点直驱型风力发电系统，顾名思义，即是指直接驱动风能发电机，适用于风速较大的场合。
相对于其它类型的风力发电系统，直驱型风力发电系统具有以下优点：1. 比传统型低速轴噪音小。
2. 没有减速箱，磨损小，寿命长。
3. 不需要润滑油，环保无污染。
4. 在风速越大时功率输出越高，效率相对较高。
直驱型风力发电系统的缺点然而，直驱型风力发电系统同样存在着缺点：1. 直驱式发电机，大功率和大尺寸难以实现高效、低成本和高可靠性。
2. 接口限制：没有旋转的传动部分，要直接接到风轮，因此不能使用具有偏心量的风刀片减小振动和抗风力突变的能力。
3. 运行稳定性有待提高。
直驱型风力发电系统中变流器的作用直驱型风力发电系统中的变流器具有将可变频率的风能产生的电能转换为稳定频率的电能输出的功能，从而满足系统对电能的要求。
直驱式变流器的核心是一个PWM逆变器，负责将直驱式风机的三相电能转换成电网电能，调节电压、电流、功率等参数，保证电网的稳定性和安全性。
直驱型风力发电系统中变流器的原理直驱型风力发电系统采用电子变频技术，因此变流器是其核心部件。
变流器能够将风力发电机转化所得的交流电转化为稳定的直流电，以保证系统的正常运转。
其中一个非常重要的环节就是控制变流器的换向工作。
风电变流器简介
风电变流器简介快速浮点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”；在发电机的转子压定向矢量控制策略；系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术，核心控制采用具有防尘、防盐雾等运行要求。
变流器可根据海拔进行特殊设计，可以按客户定制实现低温、高温、和最大功率点跟踪控制功能。
功率模块采用高开关频率的IGBT功率QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理器件，保证良好的输出波形。
这种整流逆变装置具有结构简单、谐波制，是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。
变流器工作原理框图如下所示：统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控能质量。
这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系含量少等优点，可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电变流器提供实时监控功能，用户可以实时监控风机变流器运行状态。
侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略，电网侧变流器实现电网电本文将针对市场上主流的双馈型风电变流器进行简介。
型风电变流器系统功能变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁，使得双馈发电机关，目前已实现规模化的生产。
06年成功研制第一台风电变流器以来，不断寻求技术革新严把质量风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，我国变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。
的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要风能资源丰富，近几年来国家政策也大力扶持风电产业。
我公司自求扩展），用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器及风进行有功和无功的独立解耦控制。
机和电网造成的不利影响。
变流器提供多种通信接口，如Profibus, CANopen等（可根据用户要场远程监控系统的集成控制。
变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网，减小并网冲击电流对电转子侧逆变器、直流母线单元、电网侧整流器。
原理图如下：控制器、监控界面等部件。
变流器主回路系统包含如下几个基本单元：QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成变流器由主电路系统、配电系统以及控制系统构成。
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略CATALOGUE 目录•全功率变流器风电机组概述•全功率变流器风电机组的工作原理•全功率变流器风电机组的控制策略•全功率变流器风电机组的性能评估与优化•全功率变流器风电机组的发展趋势与挑战CHAPTER全功率变流器风电机组概述风能发电简介风能是一种清洁、可再生的能源，具有广泛的应用前景。
风力发电技术经过多年的发展，已经逐渐成熟并被广泛应用于电力领域。
风能发电的基本原理是利用风能驱动风力发电机转动，进而驱动发电机产生电能。
全功率变流器是风电机组中重要的组成部分，主要作用是将风力发电机产生的电能进行变换和调节，以满足电网的需求。
全功率变流器具有高效率、高可靠性、高灵活性等特点，能够有效提升风电机组的整体性能。
全功率变流器的作用风电机组与电网的交互风电机组需要与电网进行良好的配合，以保证电能的质量和稳定性。
风电机组需要适应电网的运行要求，如电压、频率、相位等参数，以保证风电场的稳定运行。
风电机组与电网的交互是实现风能发电的重要环节之一。
CHAPTER全功率变流器风电机组的工作原理风轮齿轮箱将风轮的转速提升，并将其传递给发电机。
齿轮箱通常位于风轮和发电机之间。
齿轮箱发电机01020303开关全功率变流器的电力电子器件01整流器02逆变器最大风能追踪电力控制全功率变流器的控制原理CHAPTER全功率变流器风电机组的控制策略最大风能追踪控制变速恒频控制1直交轴电流控制23直交轴电流控制是一种用于抑制风电机组运行过程中产生的谐波电流的控制策略。
该控制策略通过实时监测发电机电流，将其中谐波电流分量消除或减弱，以减小谐波对电网的污染。
直交轴电流控制通常采用PWM整流器来实现，通过控制PWM的占空比和相位，实现谐波电流的抑制和功率因数的优化。
矢量控制策略CHAPTER全功率变流器风电机组的性能评估与优化性能评估方法发电效率评估01电网稳定性评估02抗干扰能力评估03控制策略优化最大风能追踪控制滑模变结构控制电力电子器件的优化与保护电力电子器件的选型与配置全功率变流器风电机组需要选择适当的电力电子器件，如IGBT、IGCT等，并配置相应的保护电路，以确保其在高电压、大电流等极端环境下能够安全、可靠地运行。
风电变流器简介
风电变流器简介风能作为一种清洁得可再生能源,越来越受到世界各国得重视,我国风能资源丰富,近几年来国家政策也大力扶持风电产业。
我公司自06年成功研制第一台风电变流器以来,不断寻求技术革新严把质量关,目前已实现规模化得生产。
本文将针对市场上主流得双馈型风电变流器进行简介。
QHVERT-DFIG型风电变流器系统功能变流器通过对双馈异步风力发电机得转子进行励磁,使得双馈发电机得定子侧输出电压得幅值、频率与相位与电网相同,并且可根据需要进行有功与无功得独立解耦控制。
变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网,减小并网冲击电流对电机与电网造成得不利影响。
变流器提供多种通信接口,如Profibus, CANopen等(可根据用户要求扩展),用户可通过这些接口方便得实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统得集成控制。
变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。
变流器提供实时监控功能,用户可以实时监控风机变流器运行状态。
变流器可根据海拔进行特殊设计,可以按客户定制实现低温、高温、防尘、防盐雾等运行要求。
QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术,核心控制采用具有快速浮点运算能力得“双DSP得全数字化控制器”;在发电机得转子侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略,电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略;系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网与最大功率点跟踪控制功能。
功率模块采用高开关频率得IGBT功率器件,保证良好得输出波形。
这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点,可以明显地改善双馈异步发电机得运行状态与输出电能质量。
这种电压型交-直-交变流器得双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪得发电机有功与无功得解耦控制,就是目前双馈异步风力发电机组得一个代表方向。
变流器工作原理框图如下所示:QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成变流器由主电路系统、配电系统以及控制系统构成。
直驱风电变流器的工作原理
直驱风电变流器的工作原理一、直驱风电发电原理直驱风电系统是指由风轮机直接驱动发电机，不经过齿轮箱来提高转速的方案。
直驱发电机输出低速高扭矩的电能，而关闭通电断形成二极管电流，将正常工作的发电机驱动其转子。
由于转子是由稳态转速，可有效增大电磁磁场的产生。
本原理满足了直驱机的工作要求，可行性强，“零回馈”再次验证了直驱机传动的理论合理性。
二、直驱风电变流器的功能直驱风力发电系统旨在将风轮机产生的机械能转换为电能，并将其接入电网。
而直驱风电变流器则扮演了转换风轮机产生的交流电能为直流电能的角色，并且将其接入电网的关键角色。
直驱风电变流器的功能可以归纳为以下几个方面：1. 将风轮机产生的交流电能转换为直流电能2. 控制变流系统，使其在不同风速下工作可靠3. 与电网连接，将直流电能转换为电网所需的交流电能4. 监测和保护系统，确保变流器的正常运行和安全在接下来的部分，我们将分别详细介绍这些功能的工作原理和相关知识。
三、直驱风电变流器的工作原理1. 将风轮机产生的交流电能转换为直流电能风轮机产生的交流电能需要被转换为直流电能，这样才能被更高效地转换为电网所需的交流电能。
直驱风电变流器的核心部件之一就是整流器，它的作用是将交流电能转换为直流电能。
整流器由多个晶闸管或者二极管构成，通过适当的控制晶闸管的导通角度和时间，可以将风轮机产生的交流电能进行整流。
这样就可以得到稳定的直流电能，为后续的电能转换做好准备。
2. 控制变流系统，使其在不同风速下工作可靠直驱风电变流器需要根据风速的变化来调节输出的电能，以保证系统的稳定运行并获得最大的发电效率。
变流系统一般由PWM（Pulse Width Modulation）控制技术控制，通过控制开关管的导通时间和频率来调整输出电压和频率。
当风速较小时，需要较低的电压和频率来保证系统的正常运行；而当风速较大时，则需要较高的电压和频率来提高发电效率。
变流系统通过PWM技术可以精确控制输出电能，使其能够适应不同风速下的工作需求。
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略全功率变流器是一种将风力发电机产生的交流电能转换为电网所需的直流电能的电子装置。
它的主要功能是实现风电机组的功率调节、保护以及与电网的连接。
全功率变流器由三个主要的模块组成：整流器、逆变器和控制单元。
整流器模块将风电机组产生的交流电能转换为直流电能，通过控制交流电能的整流部件（如晶闸管或IGBT）的导通角度，可以实现对输出直流电压的控制。
整流器的输出直流电压通过一个滤波电容进行平滑，以减小输出的脉动。
逆变器模块将整流器输出的直流电能转换回交流电能，通过控制逆变部件（如IGBT）的开关状态和频率，可以实现对输出交流电压和频率的控制。
逆变器的输出交流电能经过一个输出滤波器进行滤波，以去除输出的高次谐波。
控制单元对整个全功率变流器进行监测和控制。
它通过读取风电机组和电网的各种参数，如转速、电压、电流等，来实现对整流器和逆变器的控制。
控制单元采用先进的控制算法，如PID控制算法，来实现对全功率变流器的稳定运行和动态响应。
调频控制方式是通过控制风电机组的转速来实现对输出功率的控制。
该控制方式根据电网的需要，调节风电机组的转速，以使输出功率与电网的需求匹配。
调频控制可以使风电机组在不同的风速下运行在最佳转速范围内，提高风电机组的发电效率。
功率控制方式是通过控制全功率变流器的输出功率来实现对风电机组的控制。
该控制方式通过调节变流器的导通角度或输出电压，以控制风电机组的输出功率。
功率控制可以使风电机组根据电网的需求进行平稳的功率输出，提高电网的稳定性。
此外，全功率变流器还具有多种保护功能，如过电流保护、过电压保护、过温保护等，以确保风电机组和电网的安全运行。
控制单元还可以实现对功率输出的统计和调度，以优化风电机组的运行效果。
总之，全功率变流器通过整流器和逆变器的转换作用，将风力发电机产生的交流电能转换为电网需要的直流电能，并通过控制单元的监测和控制实现对全功率变流器的稳定运行和动态响应。
直驱风电变流器的工作原理及作用
直驱风电变流器是将风机转子直接驱动发电机时所使用的电力转换设备。
它的主要作用是将由直流发电机输出的电能，通过转换成交流电，再通过升压、电网同步等控制处理，最终将可用风能输入到电网中。
以下是直驱风电变流器的工作原理及作用：
1. 工作原理：直流电源输入变流器，通过控制系统分别控制功率器件的开关状况，将输入的直流电源转换成交流电源输出给电网。
具体的转换方式通常有多种，其中一种常用的方式是采用三相桥式单元，将输入的直流电源通过H 桥模块转换成交流电源。
2. 直驱风机的工作方式：直驱风电变流器一般用于直驱风机的发电模式，即将风机的转子直接驱动发电机，消除了传统齿轮传动过程中的损失和振动，提高了风电发电的效率和稳定性。
3. 控制系统：直驱风电变流器的控制系统通常包括电源模块、驱动模块、信号调节模块和保护控制模块等。
控制系统需要精确地控制电压、电流和频率等参数，以保证变流器的稳定性和运行正常。
4. 作用：直驱风电变流器的作用是将风机出力的直流电转换成交流电，并连接到电网。
其中，升压、电网同步及逆变等控制处理是直驱风电变流器的核心所在。
具体地，升压处理将输出交流电压提高到适合电网连接的电压，电网同步处理保证输出电力与电网相同相位，逆变处理则是将输出交流电变成电网要求的正弦波形式。
需要注意的是，直驱风电变流器的设计和工作原理与其他类型的风电变流器有所区别。
在实际应用中，需要根据具体的风机特性和电网情况，选择合适的变流器类型及具体参数进行设计和调试，以保证其正常运行和高效输出适合电网的电能。
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二、变流器运行维护-1/3
2.4 防雷与接地
1. 检查防雷器表面是否有烧灼的痕迹。 2. 检查防雷器的连接导线是否有绝缘破损、热熔及烧灼的
痕迹 3. 检查防雷器的接线端子是否松动 4. 上电后，观察防雷器运行指示灯是否点亮。 5. 检查各接地铜排与线缆连接有无松动。确保接地阻值在
✓ 索引：当前的故障数据组，目前一共25组； ✓ Bit0~7：相应的故障标志位；0—无故障，1—有故障； ✓ 目前一共有：25*8=200个故障； ✓ 故障上传的最长延时时间为：25*20ms=500ms
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一、变流器概述-1/3
1.4 故障系统
举例：#1单元故障字1：变流器故障、安全链断开
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3
一、变流器概述-1/3
1.1 变流器结构
4
一、变流器概述-1/3
1.2 变流器网络拓扑图
5
一、变流器概述-1/3
1.2.1 变流器PLC控制
3G1 : 220VAC~24VDC PS电源 3U1 : CPU317-2DP 3U2 : CP 343-1 8U1 : DI32XDC24V 8U2 : D016XRel.AC120V/230V 8U3 : AI8X12Bit
测、开关量信号监测、保护信号输出
✓ MCU实现与DSP数据交互、数据存储、开关量信号监测保护信号输
出、MCU之间的通讯、与主控系统的通讯
7
一、变流器概述-1/3
1.3 后台监控系统
✓ 故障文件、故障数据
✓ 调试、监控控制器
8
一、变流器概述-1/3
1.4 故障系统
9
一、变流器概述-1/3
1.4 故障系统
21
本次课程到此结束 谢谢大家！
22
档位确认其交流相与相、相与地之间均无电压 5. 网侧滤波电容、网侧防雷器以及保险1F6、1F7、1F8未经过主
断路器与网侧连接
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二、变流器运行维护-1/3
2.2 环境控制系统
1. 查看风扇叶片,有无断裂，理风扇叶片上积尘和杂物 2. 加热器、除湿器是否正常工作
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二、变流器运行维护-1/3
2.3 冷却系统
超过额定值的±15%
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二、变流器运行维护-1/3
2.7 功率单元检查
1. 检查IGBT模块与驱动板之间的连线 2. 检查IGBT模块积尘情况，必须及时进行清理 3. 检查直流母线电容是否有形变或烧灼痕迹 4. 检查制动单元安装固定是否牢靠 5. 检查制动单元接线是否牢靠 6. 目测检查制动单元内电容外壳是否变形
课程目录
一、变流器概述 二、变流器运行维护
1
课程目录
一、变流器概述 二、变流器运行维护
2
一、变流器概述-1/3
1.1 变流器结构
PMSM
Du/dt
Grid Filter
Grid
✓ 采用双PWM结构，有功功率和无功功率解耦控制，灵活地控制发 电机及功率因数 ✓ 改善电网的电能品质，低电压穿越能力卓越 ✓ 电机侧可以实现永磁同步发电机的最大扭矩，最大效率，最小损耗 ✓ 整流器通过震动扭矩补偿技术能有效地消除风力发电机组的低频震 动
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二、变流器运行维护-1/3
2.6 网侧电容检查
注意：检查前，要保证电容充分放电完成后，分别用万用
表交流档确认其无电压后，才可进行维护检查。
1. 检查每个电容固定是否牢靠,确保不存在松动可晃动现象 2. 检查每个电容接线是否牢靠且表面无烧灼痕迹，确保不
存在松动现象 3. 检查电容是否由于过压而导致形变。 4. 检测电容值，该器件额定电容值为100uF，检测其是否
✓ 主柜PLC是整个变流器系统的 大脑，从柜PLC仅收集本柜内的信 息并转发给主柜PLC ✓ 所有单元控制器响应主柜PLC 的召唤，定时上送本单元信息
6
一、变流器概述-1/3
1.2.2 控制器架构
✓ DSP实现信号的采集、计算、与FPGA和MCU数据交互
✓ FPGA实现与DSP的数据交互、生成PWM信号、英飞凌模块状态监
0.7Ω以下 6. 绝缘检查，铜排U、V、W三相分别对地排绝缘测试，要
求绝缘值在500M以上
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二、变流器运行维护-1/3
2.5 主断路器检查
1. 目视查看断路器表面有无裂痕 2. 利用摇杆，将断路器手动断开，确保其可切断正常 3. 检查接触开关，以确保机械结构动作正常。 4. 确保开关绝缘正常（绝缘值大于500兆欧） 5. 检查断路器“拨码”整定值。
一、变流器概述-1/3
1.4 故障系统
举例说明如何查故障字。
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一、变流器概述-1/3
1.5 启动流程
Thermal control ok
Converter
ok
NO
Active faults
Start cooling system
stop NO
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课程目录
一、变流器概述 二、变流器运行维护
14
二、变流器运行维护-1/3
2.1 注意事项
1. 由本公司授权的、经过培训的技术人员方可进行操作 2. 工作开始前，确保变流器机侧、网侧断路器和网侧箱变已经断
开，机组处于维护状态 3. 变流器下电后至少5分钟，确保母线电容，网侧滤波电容充分
放电 4. 在触碰交流铜排、直流母排及各带电器件之前，用万用表交流