1 引言
作为解决能源和环境问题的有效途径,风力发电得到了人们的普遍关注。近十年来,风力发电发展迅速,装机容量快速增加,单机容量水平逐渐增大,现在主流的风力发电机组容量已达MW级水平。
对于并网运行的大型MW级风力发电机组,首先要解决电压与频率恒定的问题。人们最初采用的办法是使用恒速风力机带动笼型异步发电机。但这种风力发电机组的无功功率和电压特性较差,并网运行时对电网具有相当不利的影响,且其自身很容易受到风速、电网电压等外界因素变化的影响而不能稳定运行;同时,根据空气动力学的原理,恒速风力机的风能利用效率较差[2]。
因此,变速风力机逐渐得到了广泛的应用,并采用电力电子变流装置来解决发电机变速运行时的恒压恒频问题。基于双馈异步发电机的变速恒频风力发电系统是当前风力发电的主流机型,世界上许多xx的风力发电制造商都以制造该类型的风力发电机组为主,目前这种类型风力发电机组的商业容量已达到5MW,也是世界上运行的{zd0}容量的风力发电机组。本文将以这种类型的风力发电机组为主要对象,研究风力发电机组的轴系动态及其影响。
2 风力发电机组轴系动态分析及模型
双馈异步发电机在结构上与绕线转子异步电动机相同,其转子通过变流装置与定子侧电网相连。运行时,机组转速随着风速而变化、以追求{zd0}的的风能利用效率,而发电机转子侧的变流装置向转子绕组内馈入即时转差频率的励磁电流,在机组转速不断变化的过程中,转子励磁电流的频率也不断地相应变化,以维持定子侧频率的恒定。
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