目前國內風電機組的主要機型有3種,每種機型都有其特點。
1.1異步風力發(fā)電機
國內已運行風電場大部分機組是異步風電發(fā)電機。
主要特點是結構簡單、運行可靠、價格便宜。這種發(fā)電機組為定速恒頻機組,運行中轉速基本不變,風力發(fā)電機組運行在風能轉換最佳狀態(tài)下的幾率比較小,因而發(fā)電能力比新型機組低。同時運行中需要從電力系統(tǒng)中吸收無功功率。為滿足電網對風電場功率因數的要求,多采用在機端并聯(lián)補償電容器的方法,其補償策略是異步發(fā)電機配有若干組固定容量的電容器。
由于風速大小隨氣候環(huán)境變化,驅動發(fā)電機的風力機不可能經常在額定風速下運行,為了充分利用低風速時的風能,增加全年的發(fā)電量,近年廣泛應用雙速異步發(fā)電機。這種雙速異步發(fā)電機可以改變極對數,有大、小電機2種運行方式。
1.2雙饋異步風力發(fā)電機
國內還有一些風電場選用雙饋異步風力發(fā)電機,大多來源于國外,價格較貴。這種機型稱為變速恒頻發(fā)電系統(tǒng),其風力機可以變速運行,運行速度能在一個較寬的范圍內調節(jié),使風機風能利用系數Cp得到優(yōu)化,獲得高的利用效率;可以實現發(fā)電機較平滑的電功率輸出;發(fā)電機本身不需要另外附加無功補償設備,可實現功率因數在一定范圍內的調節(jié),例如功率因數從領先0.95調節(jié)到滯后0.95范圍內,因而具有調節(jié)無功功率出力的能力。
1.3直驅式交流永磁同步發(fā)電機
大型風力發(fā)電機組在實際運行中,齒輪箱是故障較高的部件。采用無齒輪箱結構能大大提高風電機組的可靠性,降低故障率,提高風電機組的壽命。目前國內有風電場使用了直驅式交流永磁同步發(fā)電機,運行時全部功率經A-D-A變換,接入電力系統(tǒng)并網運行。與其他機型比較,需考慮諧波治理問題。
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