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功率器材在风力发电中的运用

来历:365bet 作者:Rainer Weiss Ralf Herrmann 更新时刻:2014-4-28 14:13:08

摘要:现在,功率器材在风力发电技能中运用越来越广泛。跟着风力发电机功率的增大,对电力电子器材提出了更高的技能要求。文中对此进行了介绍和剖析。

  选用电力电子技能的风力发电设备正在世界各地逐渐被选用,特别是在亚洲一些国家和美国,海上风力发电正扮演着越来越重要的人物。可是,假如发电体系没有恰当匹配的组件,也前进不了发电功率。SKiiP®智能功率模块为风力发电机组而进行了优化。关于组件和运用来说便是:更大的电流、并联运转以及更有用的冷却。

  全球已装机的具有电子操控体系的风力发电机组中,大约有80%选用用逆变器操控转子电流的双馈异步电机。这种电机的首要长处是:只被规划为风力发电单元额外输出功率的20%,因为80%的功率在定子绕组中发生,定子直接连接到电网。可是,仅有的缺点是滑环触摸和直接操控(体系)维护费用高。在电网遭到搅扰时,需求非常大的转子电流在恶劣的环境下坚持电网安稳。

  可再生动力是惯例动力的弥补,事实上也正试图替代惯例动力,其首要原因是技能的前进。特别是在对动力需求很火急的国家,近年来呈现了35km2巨细的风力发电场。为了确保电网的安稳性,在电网电压骤降的情况下关于无功电源和电网安稳性的要求也变得越来越严厉。根据这个原因,当装置新的风力发电机组时,越来越多地运用带有全功率转换器的同步或异步发电机,因为它们在电网停电时能够支撑电网。该转换器直接可控,供给与50或60Hz电网频率最佳的同步,既能够补偿谐波无功功率,又能够发生无功补偿。此外,同步发电机可配有许多极(>50),使驱动器部分的齿轮显得剩余。曩昔,这些齿轮是最常见的毛病原因。

  在各种电源体系所用的逆变器中,考虑到经济要素以及为了完成最佳的功率,常常运用额外电压为690V的逆变器。在一般情况下由阻断电压为1700V的IGBT组成的功率转换器用于与20kV电网进行功率调整的变压器。很少运用更为贵重的3.3kV模块,因为体系需求变压器,然后使得整个解决方案过于贵重。

  1 选用更大功率和更多的电力电子器材

  风力发电机的功率规模规划得越来越大,尽管关于输出功率来说方位是最重要的要素。陆上风力发电机中,3MW发电机组已被证明是最经济的,与此同时输出功率为5MW或更高的海上风电场则是更好的解决方案。假如两种类型的风力发电机组-双馈异步电机和带有全功率转换器的同步/异步发电机都能够供给相同的输出,全功率转换器的功率有必要高出5倍。而这又意味着需求5倍容量的电力电子器材。可是,有必要考虑到双馈异步电机的输出频率低,一般只需求增大到3~3.5倍。

  可是,电力电子技能不只越来越遍及,事实上,它们满意的要求也正不断地改动。因为在双馈异步电机中半导体在低温时的热度不同,有必要采纳维护机制才能够处理。组件有必要满意不断改变的要求的原因是极点气候条件。例如,海上风力发电机受高湿度的影响,而坐落美国德克萨斯州的风力发电机组则暴露在高温下。因而,运用的冷却体系有必要选用不同的规划。因而,根据丰厚的经历为各种运用开发冷却解决方案是重要的。

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