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　　隨著生產(chǎn)生活中用電量的日益增加，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行規(guī)模也越來越大。風(fēng)電機(jī)組規(guī)模的擴(kuò)大給風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行帶來了一些技術(shù)難題，其中比較常見的就是發(fā)電機(jī)組的輸出功率問題。電網(wǎng)中傳輸?shù)墓β释枰刂圃诒容^穩(wěn)定的范圍內(nèi)，這就需要風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有穩(wěn)定的運(yùn)行速率。但是在自然環(huán)境中，風(fēng)力強(qiáng)弱并不是固定不變的，而是隨其他因素的微小變化而時(shí)刻變化的，進(jìn)而干擾風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)步運(yùn)行，使得發(fā)電機(jī)組中穩(wěn)定輸出功率的控制表現(xiàn)出一定的難度。將變頻器用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，可以很好的解決這一技術(shù)難題，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行速率保持穩(wěn)定，從而輸出穩(wěn)定的功率。
 

　　一、變頻器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的工作原理及不同的工作方式
 

　　1.變頻器的工作原理。風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的過程中，將其定子直接接入電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，而轉(zhuǎn)子通過變頻器并入電力傳輸網(wǎng)絡(luò)。只要保證定子的轉(zhuǎn)速不變，即可保證穩(wěn)定的電網(wǎng)輸入功率。當(dāng)風(fēng)力和風(fēng)速發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)子會隨之改變運(yùn)行速度，此時(shí)勢必會干擾定子的運(yùn)行速度，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的勵磁電流的交直流情況及頻率快慢情況來控制定子的穩(wěn)速運(yùn)行。而轉(zhuǎn)子的電流輸入狀況可以通過其后級的變頻器來控制。一般變頻器可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子輸入電流的頻率，使定子的電流輸入頻率滿足使用的電流工頻，同時(shí)可以清除輸入電流中的一些干擾電流，對電網(wǎng)系統(tǒng)中的過電壓現(xiàn)象進(jìn)行控制和保護(hù)。正是基于變頻器的這些工作原理，使得變頻器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中得到了廣泛應(yīng)用。
 

　　2.變頻器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的工作方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)大部分是異步型的，為了調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，使其與電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)保持一致，變頻器的使用使必然的也是不可忽視的。目前在一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行中，變頻器主要存在以下三種工作方式：
 

　　(1)雙饋異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行于亞同步速度的工作狀態(tài)。(2)雙饋異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行于超同步速度的工作狀態(tài)。所謂的超同步速度是指運(yùn)行速度大于需求速度的情況，當(dāng)外部風(fēng)力的強(qiáng)度使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行速度超過正常的需求運(yùn)行速度時(shí)，即為超同步階段。此時(shí)，過大的轉(zhuǎn)子運(yùn)行速度會使轉(zhuǎn)子的輸入電流過大，進(jìn)而威脅系統(tǒng)的輸入功率的穩(wěn)定性。通過變頻器可以提供反向的勵磁交流電流來抵消部分轉(zhuǎn)子輸入電流，使得zui終進(jìn)入系統(tǒng)的電流強(qiáng)度控制在穩(wěn)定的范圍內(nèi)，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)步運(yùn)行。(3)雙饋異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行于同步速度的工作狀態(tài)。當(dāng)外部風(fēng)力控制下轉(zhuǎn)子的運(yùn)行速度達(dá)到系統(tǒng)需求的運(yùn)行速度，且沒有超過系統(tǒng)的同步運(yùn)行速度時(shí)，變頻器不需要改變轉(zhuǎn)子的輸入電流，此時(shí)可以只輸入直流電流，將交流成分降為0。這也就是正常情況下的穩(wěn)步運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)輸入功率即為正常的輸入功率。
 

　　二、變頻器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用
 

　　1.變頻器在調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中定子轉(zhuǎn)速中的應(yīng)用。變頻器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在對發(fā)電機(jī)定子運(yùn)行速度的控制上，上文中提到的變頻器的三種工作方式中，正是通過對變頻器的定值設(shè)定，使用反饋系統(tǒng)來監(jiān)測系統(tǒng)中的運(yùn)行情況，從而通過變頻器的電流頻率調(diào)節(jié)來控制定子轉(zhuǎn)速的。一般需要調(diào)高或者調(diào)低發(fā)電機(jī)定子的運(yùn)行速度時(shí)，系統(tǒng)中速度反饋或者功率反饋就會對變頻器的控制狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其輸入反向或者正向的相應(yīng)頻率的勵磁交流電流來改變系統(tǒng)狀態(tài)，使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。變頻器的調(diào)速過程具有的特點(diǎn)，被普遍應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行控制上。
 

　　2.變頻器在發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)控制過程中的應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要并入電網(wǎng)中，需要滿足一定的條件，但是在實(shí)際中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行受到一些外界因素的干擾，在并入電網(wǎng)之前并不能保證其運(yùn)行頻率域電網(wǎng)中的頻率保持一致，也不能保證電流電壓的輸入值和相位變化與電網(wǎng)系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)，因此，必須通過一些調(diào)節(jié)控制使它們達(dá)到一致，否則會對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害。而變頻器的使用，可以滿足這一要求，使發(fā)電機(jī)滿足并網(wǎng)要求，大大降低了并網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
 

　　3.變頻器可以調(diào)節(jié)無功功率、實(shí)現(xiàn)濾波和過電壓保護(hù)。無功功率的調(diào)節(jié)一般通過改變電流電壓的相位來實(shí)施，變頻器不僅可以調(diào)節(jié)電流電壓的數(shù)值，同樣在其相位調(diào)節(jié)中也具有不可忽視的重要作用。另外，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸入的電流中含有很多干擾電流，通過變頻器可以過濾掉這些干擾電流，使得電網(wǎng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。而且在過電壓保護(hù)方向，變頻器也發(fā)揮了重要作用，其內(nèi)部的Crowbar電路可以根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)的電壓故障，調(diào)節(jié)回路中的阻值，從而緩解電壓過大造成的電流增大過多的情況，使得一些電力儀器不至于因?yàn)殡娏鞯拇蠓仍龃蠖鵁龤А?br /> 

　　三、變頻器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)
 

　　在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中對定子轉(zhuǎn)速控制的過程中，變頻器只需要提供轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的差值轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)的調(diào)速作用，因此所使用的功率較小，變頻器的電流和電壓的承載量不需要太大，這在一定程度上降低了變頻器的制作難度和制作成本。此外，采用變頻器對發(fā)電機(jī)組中的輸入電流進(jìn)行控制，可以很好的排除干擾電流對系統(tǒng)的影響，使得系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定；而且變頻器的性也使得其在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。這些都是變頻器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)。除此之外，變頻器在發(fā)電機(jī)組中還有一些其他的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，比如在電網(wǎng)系統(tǒng)中的過壓保護(hù)上的優(yōu)勢等。