双馈风力发电机资料
直驱式和双馈式风力发电机组介绍
双馈式与直驱式风力发电机组介绍1、双馈式发电机组双馈式风力发电机组的叶轮通过多级齿轮增速箱驱动发电机,主要结构包括风轮、传动装置、发电机、变流器系统、控制系统等。
双馈式风力发电机组系统将齿轮箱传输到发电机主轴的机械能转化为电能,通过发电机定子、转子传送给电网。
发电机定子绕组直接与电网连接,转子绕组与频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的变流器相连。
变流器控制电机在亚同步与超同步转速下都保持发电状态。
在超同步发电时,通过定转子两个通道同时向电网馈送能量,这时变流器将直流侧能量馈送回电网。
在亚同步发电时,通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产生制动力矩使电机工作在发电状态,变流系统双向馈电,故称双馈技术。
双馈风力发电变速恒频机组示意图变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁,使得双馈发电机的定子侧输出电压的幅值、频率与相位与电网相同,并且可根据需要进行有功与无功的独立控制。
变流器控制双馈异步风力发电机实现并网,减小并网冲击电流对电机与电网造成的不利影响。
提供多种通信接口,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场远程监控系统的集成控制。
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。
变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术。
在发电机的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的IGBT功率器件,保证良好的输出波形,改善双馈异步发电机的运行状态与输出电能质量。
这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功与无功的解耦控制,就是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。
2、直驱式发电机组直驱式风力发电机组的风轮直接驱动发电机,主要由风轮、传动装置、发电机、变流器、控制系统等组成。
为了提高低速发电机效率,直驱式风力发电机组采用大幅度增加极对数(一般极数提高到100左右)来提高风能利用率,采用全功率变流器实现风力发电机的调速。
双馈风力发电机书
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摘要：
1.双馈风力发电机的概述
2.双馈风力发电机的工作原理
3.双馈风力发电机的优点
4.双馈风力发电机的应用现状和前景
正文：
一、双馈风力发电机的概述
双馈风力发电机是一种新型的风力发电设备，其结构和工作原理都与传统的风力发电机有很大的不同。
双馈风力发电机主要由两个部分组成，一个是风轮，另一个是发电机。
风轮通过风力驱动，将风能转化为机械能，然后通过传动系统传递给发电机，发电机再将机械能转化为电能，供给电网使用。
二、双馈风力发电机的工作原理
双馈风力发电机的工作原理主要可以分为两个部分，一是风轮驱动部分，二是发电部分。
风轮驱动部分主要包括风轮、轴承、齿轮箱等部件，风轮通过风力驱动，将风能转化为机械能，然后通过轴承和齿轮箱传递给发电机。
发电部分主要包括发电机和变频器，发电机将机械能转化为电能，变频器则将发电机输出的电能进行变频处理，以适应电网的需求。
三、双馈风力发电机的优点
双馈风力发电机具有许多优点，主要表现在以下几个方面：
1.高效：双馈风力发电机的发电效率高，可以充分利用风能，提高发电
量。
2.稳定：双馈风力发电机通过变频器控制，可以适应不同的风力条件，保证发电的稳定性。
3.环保：双馈风力发电机无噪音，无污染，是一种绿色环保的发电方式。
4.适应性强：双馈风力发电机可以根据不同的环境和需求，进行设计和调整，具有很强的适应性。
四、双馈风力发电机的应用现状和前景
双馈风力发电机在我国的应用已经相当成熟，广泛应用于风力发电、光伏发电等领域。
随着我国对可再生能源的需求和重视，双馈风力发电机的应用前景十分广阔。
双馈风力发电机书
双馈风力发电机书
《双馈风力发电机书》
双馈风力发电机是一种高效、可靠的风力发电设备。
它通过创新的设计和先进的技术，实现了对风能的高效转换，为清洁能源的开发做出了重要贡献。
首先，双馈风力发电机采用了双馈结构，即转子和定子之间都带有传导电流的绕组。
这种结构使得发电机能够在不同风速下保持较高的效率。
通过合理调节定子和转子之间的电流比例，双馈发电机能够自动调整转速来适应不同的风速，从而最大限度地提高发电效率。
其次，双馈风力发电机还具备较高的抗风能力。
风力发电过程中，风速的变化会对发电机的工作产生一定的影响。
而双馈发电机的设计可以有效地减小这种影响，使其在高风速情况下仍能保持较高的输出功率。
这使得双馈风力发电机在恶劣气候条件下依然能够稳定运行，为电网提供稳定可靠的清洁能源。
另外，双馈风力发电机还具备较低的维护成本。
相比传统的全功率变频器风力发电机，双馈发电机的变频器功率较小，不仅减少了设备的体积和重量，也降低了设备的成本。
同时，双馈发电机的寿命也更长，更换和维修的频率较低，进一步降低了维护成本。
综上所述，双馈风力发电机作为一种高效、可靠的风力发电设备，具备很多优势。
它的双馈结构、抗风能力和低维护成本，使其成为清洁能源的重要组成部分。
在未来的发展中，双馈风力发电机有望发挥更大的作用，为人类创造更加清洁、可持续的能源未来。
风电场详细信息参数表-双馈机型
二、风电场详细信息参数表1、风力发电机组特性参数（风力发电机组分为单馈异步风电机组、双馈变速恒频风电机组、永磁直驱（同步发电机）风电机组三种类型，各风电场按机型分别填写）1.2 双馈变速恒频发电机组1.2.1 双馈发电机部分参数表（发电机模型）序号参数名称参数单位参数数值1 机端额定电压V N kV 6902 额定容量S N MV A 1.53 额定功率P N MW 1.54 最小有功P min MW 05 最大发出无功Mvar 0.56 最大吸收无功Mvar 0.57 功率因数范围负值表示从系统吸收无功，正值表示向系统发出无功容性0.95 感性0.958 定子电阻R s pu(以发电机额定容量为基准)R1 = 0.006077Ω9 定子电抗X s Pu X1σ= 0.091956Ω10 激磁电抗X m Pu X1H = 5.3392Ω11 转子电阻R r Pu R’2 = 0.006658Ω12 转子电抗X r PuX’2 = 0.142865Ω13 等效电抗X’’Pu14 换流器时间常数T EQ S15 换流器时间常数T IP S16 电流最大值Ipmax17 发电机转子转动惯量(GR2) Kg.m218 发电机转子惯性时间常数Tj S19 发电机转子额定转速转/分钟或rad/s 180020 转子转速范围转/分1000—200021 滑差变化范围负表示高于同步速，正表示低于同步速22 发电机转子极对数p 423 机端并联电容器组容量Mvar说明：提供发电机及换流器传递函数框图1.2.2 风力机部分参数（风力机部分包括叶片、轮毂、齿轮箱、联轴器；风功率、轮毂、齿轮箱和联轴器模型）序号参数名称参数单位参数数值1 风力机型号SL1500/702 风力机类型定桨/变桨变桨3 切入风速V_cutin m/s 34 切出风速V_cutout m/s 255 额定风速V_n m/s 12.56 初始风速V_init m/s（初始功功率等于额定功率并且有桨矩角控制需填写）7 风场空气密度ρkg/m38 叶片数B 39 叶片半径R M 3410 升力比L/D 定桨矩系统填写11 叶片设计常数C f 变桨矩系统填写12 风轮机（叶片）额定角速度ΩN rad/s 0---913 风轮机额定功率P N MW 1.514 额定桨矩角β0度15 最小桨矩角βmin 度8616 最大桨矩角βmax 度-49017 齿轮箱齿轮变比N1/N2（齿轮箱升速比Gr）18 轮毂高度H M 6519 轮毂转动惯量(GR2) kg.m220 轮毂惯性时间常数T h S21 轮毂转速范围转/分22 齿轮箱和联轴器转动惯量(GR2) kg.m223 齿轮箱和联轴器时间常数S24 扭矩阻尼系数Dtg(风力机转子转矩pu值/角速度pu值与发电机转子之间)25 扭转弹性系数Ktg(风力机转子转矩pu值/弧度与发电机转子之间)26 齿轮级数 327 齿轮箱输入功率28 齿轮箱额定功率29 齿轮箱输入转速30 齿轮箱输出转速说明：1) 提供不同桨矩角下功率-风速曲线图2) 提供不同桨矩角下风轮机转换效率系数Cp和叶尖速率比λ曲线图3) 提供风力机（包含发电机转子）模型传递函数框图1.2.3 交流励磁系统参数（电气控制部分）序号参数名称参数单位参数数值励磁/换流器系统1 积分环节系数K QI 0.12 积分环节系数K VI03 电压限幅最大值Vmax pu 1.54 电压限幅最小值Vmin pu 0.65 是否有电压反馈环节标志否6 XI QMAX 17 XI QMIN 0风功率监测系统1 电压补偿电阻R C2 电压补偿电阻X C3 测量环节时间常数T R4 延迟环节时间常数T V5 比例环节系数K PV6 积分环节系数K PI7 无功最大限制Q MAX8 无功最小限制Q MIN说明：提供交流励磁系统传递函数框图1.2.4 桨矩角控制系统参数表（桨矩控制系统模型）序号参数名称参数单位参数数值1 桨矩角控制环节的比例环节系数K PP32.42 桨矩角控制环节的积分环节系数K IP16.23 桨矩控制环节的比例环节系数K PTRO12.34 桨矩控制环节的积分环节系数K ITRO 6.155 桨矩角补偿环节的比例环节系数K PC8.5956 桨矩角补偿环节的积分环节系数K IC25.87 时间常数T PE s8 时间常数T PC s9 时间常数T P s 0.1510 最大桨矩角βmax 度9011 最大桨矩角βmax 度12 功率最大限制P max pu 1.1213 功率最大限制P min pu 014 dβ/dt max桨矩角最大变化率度/s 915 dβ/dt max桨矩角最小变化率度/s16 dP/dt max功率最大变化率pu/s 1017 dP/dt min功率最小变化率pu/s说明：提供桨矩角控制系统传递函数框图。
双馈风力发电机的工作原理
双馈风力发电机的工作原理
双馈风力发电机是一种常见的风力发电机类型，它具有高效、
稳定的特点，被广泛应用于风力发电行业。
它的工作原理主要包括
风能转换、发电机转换和电能输出三个部分。
首先，风能转换是双馈风力发电机的核心。
当风力转动风轮时，风轮上的叶片受到风力的作用而转动，将风能转化为机械能。
这个
过程需要考虑风力的大小、方向和速度等因素，以确保风能能够有
效地被转换为机械能。
其次，机械能被传递到发电机上进行转换。
双馈风力发电机采
用双馈结构，即转子和定子都能够接受电力的输入和输出。
在这个
过程中，机械能被转化为电能，通过发电机的转子和定子之间的电
磁感应原理，产生交流电。
最后，产生的交流电经过电力系统的调节和控制，最终输出为
电能。
这个过程需要考虑电能的稳定性、频率和电压等因素，以确
保电能能够被有效地输送到电网中，供给用户使用。
总的来说，双馈风力发电机的工作原理是将风能转换为机械能，
再将机械能转换为电能，最终输出为电能供给使用。
它的高效、稳定性使得它成为风力发电行业的重要组成部分，对于推动清洁能源发展具有重要意义。
2mw双馈双馈感应风力发电机参数
2mw双馈双馈感应风力发电机参数
2MW双馈感应风力发电机参数主要包括额定输出功率、额定电压、转子开路电压、功率因数、额定频率、绝缘等级、防护等级、额定转速、定子接线方式、转子接线方式、转速范围、质量、工作制、安装方式、旋转方向、效率等。
以SKYF2100/4型号的2MW双馈异步发电机为例，其额定输出功率为2100kW，定子额定电压为690V，转子开路电压约1894V，功率因数可在(ind)～～(cap)之间调节，额定频率为50Hz，绝缘等级为H级，防护等级为IP54，额定转速为1780r/min，定子接线方式为Y，转子接线方式也为Y，转速范围在900r/min～2000r/min之间，质量≤。
该电机的安装方式是IM 1001(B3)，旋转方向从轴伸端看为时针CW，效率为%，并网点的电压波形畸变率＜4%。
此外，此电机是空空冷双馈风力发电机，配套于2MW变速型双馈风力发电机组。
电机采用H级绝缘系统、真空压力浸漆，绝缘系统可承受较高的尖峰电压；转子采用高速动平衡技术，可承受突发故障引起的超速运转；采用以特殊通风叶片为主体的低阻风道，有效提高冷却系统效率；通过模态仿真优化与实验验证相结合，实现电机低温升、低噪音、低振动。
如需了解更多参数详情，可以访问生产厂家的官方网站，查看详细的规格说明或技术规格书。
双馈异步风力发电机 原理
双馈异步风力发电机（DFIG）是一种常用于大型风力发电系统中的发电机。
它采用了双馈结构，即转子上的差动输出。
下面是双馈异步风力发电机的工作原理：
1. 变速风轮：风力通过变速风轮传递给风力发电机。
2. 风力发电机转子：发电机的转子由固定的定子和可旋转的转子组成。
转子上有三个绕组：主绕组、辅助绕组和外部绕组。
3. 风力传动：风力使得转子转动，转子上的主绕组感应出交变电磁力，产生主磁场。
4. 变频器控制：通过变频器，将固定频率的电网电压和频率转换为可调节的电压和频率。
5. 辅助转子绕组：辅助绕组连接到变频器，通过变频器提供的电压和频率来控制转子的电流。
6. 双馈结构：辅助转子绕组的电流经过转子上的差动输出到外部绕组，形成双馈结构。
外部绕组与电网相连。
7. 发电转换：转子上的双馈结构使得发电机能够将风能转化为电能，
并输出到电网中。
通过双馈异步风力发电机的工作原理，可以实现对风能的高效转换和可调节的发电功率输出。
同时，利用双馈结构，可以提高发电机对风速变化的适应性和控制性能，从而提高整个风力发电系统的效率和稳定性。
浅析双馈式风力发电机低电压穿越技术
浅析双馈式风力发电机低电压穿越技术一、双馈式风力发电机简介双馈式风力发电机是一种能有效调节转子速度的风力发电机，其主要特点是在转子绕组中引入了一个次级电流，较大地提高了发电机的转矩与功率因数，从而提高了风力发电机的整体性能。
与传统的固定式风力发电机相比，双馈式风力发电机有着更高的风能利用效率和更好的低电压穿越能力。
其工作原理主要是通过定子绕组的多级变压器和双馈路，使得风力发电机能够在较低的电网电压下继续运行，从而提高了风电的可靠性和稳定性。
1. 低电压穿越现象在一些特殊情况下，比如电网故障或者风速急剧下降等情况下，风力发电系统所接入的电网电压可能急剧下降，甚至出现短暂的停电情况。
针对这种情况，传统的固定式风力发电机可能因为电网电压下降而无法继续正常运行，甚至发生机组停机。
而双馈式风力发电机则能够通过其特有的双馈路和多级变压器的设计，使得发电机能够在较低的电网电压下继续运行，从而避免了由于电网电压下降而引起的停机现象，提高了风力发电系统的可靠性。
双馈式风力发电机低电压穿越技术的主要原理是通过其次级电流的调节，使得风力发电机能够在电网电压下降的情况下，自动地调节转子速度和输出功率，以保证发电机的安全稳定运行。
具体来说，当电网电压下降时，通过次级电流的调节，可以在一定程度上提高转子的磁场励磁，从而提高发电机的输出功率，使得风力发电系统在低电压情况下仍能够继续正常运行。
双馈式风力发电机低电压穿越技术具有以下几点优势：（1）提高了风力发电系统的可靠性和稳定性。
在电网电压下降的情况下，双馈式风力发电机可以通过调节次级电流和转矩，使得发电机能够在较低的电网电压下继续运行，避免了由于电网电压下降而引起的停机现象，提高了风力发电系统的可靠性。
（2）提高了风能的利用效率。
通过低电压穿越技术，双馈式风力发电机可以在较低的电网电压下继续正常运行，保证了风能的稳定利用，提高了风力发电系统的整体性能。
（3）降低了对电网的影响。
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d、双馈发电机考核的关键点
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工作特性 空载特性测定 负载特性测定（包括转子绕组短路状态下异步发电机的固 有特性和转子绕组由双向逆变器供电状态下的调节特性） 效率计算和特性曲线绘制 温升考核 cosΦ=1 cosΦ=±0.95 一般电机试验项目 绝缘介电性能、噪声、振动、超速、转动惯量等
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c、双馈发电机的特点
由于定子直接与电网连接，转子采用变频器供 电，因此，系统中的变频器容量仅取决于发电 机运行时的最大转差功率，一般发电机的最大 转差率为25%~35%，因而变频器的最大容量仅 为发电机额定容量的1/4~1/3。这样，系统的总 体配置费用就比较低。 具有变速恒频的特性。 可以实现有功功率和无功功率的调节。
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当双馈发电机输出的有功功率和转速保持恒定时，调节转
子励磁电流可以调节无功功率，控制功率因数。 当处于“欠励状态”时，定子电流Is超前于电网电压Us， 定子电流中有超前的无功分量，发电机的输出中，有超前 的无功功率；当从某一欠励磁状态开始增加转子励磁电流 时，发电机输出的超前无功功率开始减少，从而定子电流 中超前的无功分量也开始减少；达到正常励磁时，无功功 率变为零，定子侧电流中的无功分量也变为零，此时 cosφ=1；如果此后继续增加转子励磁电流，将进入“过励 状态”，定子电流Is滞后于电网电压Us，定子电流中有滞 后的无功分量，发电机将输出滞后性的无功功率，随着转 子励磁电流的增加，定子电流中滞后的无功分量也增加。 因此，欠励磁时功率因数超前（容性），过励磁时功率因 数滞后（感性）。双馈发电机具有与同步发电机相似的无 功功率调节特性曲线（即“V”形曲线） 。
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发电机防护等级为IP54，发电机的集电环外壳防护等级为 IP23。 发电机为双馈、绕线式异步发电机，双绝缘深沟球轴承卧式安 装结构（IMB3）。 电机内部装有3×220 W ，～220 V，50 Hz加热器绑于定子绕 组端部。 集电环外壳内装有2×180 W ，～220 V，50 Hz加热器。
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发电机安装倾斜角：5° 冷却方式：IC616（带空/空冷却器） 平衡等级：G2.5 绝缘等级：H 转动惯量：69kgm2 最大工作转速：2050r/min 最大转速：2400r/min 环境运行温度：－30℃~＋40℃ 环境生存温度：－40℃~＋50℃ 电机总重量：7t
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发电机类型：交流异步双馈发电机 极数：4 额定输出功率：1551kW 额定定子输出功率：1299kW 额定转子输出功率：252kW 定子额定电压：690V 转子开路电压：1870V 额定转速：1750r/min 工作转速范围：1000~2016r/min 功率因数：＋0.95~－0.95 效率：97% 定子接法： Y 转子接法：Y
发电机内为轴-径向混合通风，上方装有空-空冷却器(IC616)。
冷却器风机为 2 个，每个 2.2kW ，三相交流 400V ，轴流式风机。 滑环冷却风机AC220V,320W离心式风机，对滑环进行通风、除 尘、冷却。
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其它 输出电能质量 由于电网本身质量的影响因素和发电机转子绕组所接双向 逆变器非正弦电源的影响因素不易排除，因此，对双馈发电机输出 电能的质量很难有个准确合理的界定，此项性能的考核方法还有待 商榷。 短路电抗测定 在这里，“短路”的概念指的是发电机的突然三相短路， “电抗”的概念指的是发电机在突然三相短路的瞬变状态下的超瞬 变电抗。这以往是在同步发电机中需要考虑的一种过渡过程，由于 在这一过程中，电流、转矩的变化较大，需要考虑与发电机相连的 电器与机械系统的承受能力，而双馈发电机的工作原理与同步发电 机有一定的相似性，因此，对双馈发电机进行短路电抗测定也开始 被提及。鉴于目前国际上对此还没有一个具体的测定方法，所以， 我们至今也没有看到一个具体测定的实例。如果参照同步发电机测 定短路电抗的方法，在试验条件和操作性方面，还有一些具体问题 需要解决。 因此，以上两项，目前只能作为研究项目，尚不能进行正 式的考核。
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变速恒频双馈发电机运行时电机转速与定、转子绕 组电压频率关系的数学表达式： f1=（p/120）×nr±f2 式中： f1为定子电压频率； p为电机的极数； nr为双馈发电机的转速； f2为转子励磁电压频率。 由上式可知，当转速nr发生变化 时，若调节f2变化， 可使f1保持恒定不变，实现双馈发电机的变速恒频控 制。
单位：哈达图风电场 2014年08月·张朕玮
一、 双馈风力发电机的结构及运行原理
二、故障分析和处理方法
三、维护保养
四、保管及使用期限
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1、双馈型风电机组的构成及原理 2、双馈风力发电机的结构
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母线 风机 DFWG 变压器
转子网侧变 流器
网侧滤波器
图1 变速恒频双馈风电机组的系统原理图。 该系统由双馈风力发电机(DFWG)、变流器、变压器、风机、滤波器等部分组成。 其中，DFWG的定子和电网采用硬耦合，DFWG的转子经变频器再与电网相连。 双馈发电机的定子绕组接工频电网，转子绕组由具有可调节频率、相位、幅值和 相序的三相电源励磁，采用双向可逆专用变频器。双馈发电机可以在不同的风速下运 行，其转速可以随风速的变化做相应调整，使风力机的运行始终处于最佳状态，提高 了风能的利用率。同时，通过控制馈入转子绕组的电流参数，不仅可以保持定子输出 的电压和频率不变，还可以调节输入到电网的功率因数，提高系统的稳定性。
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a. 亚同步发电运行
nr ＜n1时 ， （即 0＜S＜1） f2取正号，如果忽 略各种损耗，则发电 机的能量关系为： P电磁=P机械+P转差 P上网=P电磁 （定子馈电，转子由变 频器提供励磁）
b. 超同步发电运行
nr ＞ n1时， （即 S＞1） f2取负号，如果忽略 各种损耗，则发电机 的能量关系为： P机械=P转差+P电磁 P上网=P转差+P电磁 （定子馈电+转子馈电） 注：n1为发电机的同步转 速。