一、引言

中國的風(fēng)能資源十分豐富，目前已經(jīng)探明的風(fēng)能儲量約為3226GW，其中可利用風(fēng)能約為253GW，主要分布在西北、華北和東北的草原和戈壁以及東部和東南沿海及島嶼上。根據統計，截至到2006年底，中國大陸地區已建成并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)91座，累計運行風(fēng)力發(fā)電機組3311臺，總容量達259.9萬(wàn)kW（以完成整機吊裝作為統計依據）。已經(jīng)建成并網(wǎng)發(fā)電的風(fēng)場(chǎng)主要分布在新疆、內蒙、廣東、浙江、遼寧等16個(gè)省區。根據電監會(huì )公布的數據，截至2006年底,中國發(fā)電裝機容量達到62200萬(wàn)kW，風(fēng)力發(fā)電占全國總裝機容量的0.42%。截至到2006年底，*總風(fēng)電裝機容量已經(jīng)達到7390.4萬(wàn)kW，其中德國總裝機容量2062.2萬(wàn)kW，位居世界*，中國2006年風(fēng)電新增裝機容量?jì)H次于美國、德國、印度和西班牙，列第五位;總裝機容量列*六位。因此，風(fēng)力發(fā)電將成為我國大規模開(kāi)發(fā)前景的新能源之一。

風(fēng)力發(fā)電系統主要有恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機系統和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機系統兩大類(lèi)。恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統一般使用同步電機或者鼠籠式異步電機作為發(fā)電機，通過(guò)定槳距失速控制的風(fēng)輪機使發(fā)電機的轉速保持在恒定的數值繼而保證發(fā)電機端輸出電壓的頻率和幅值的恒定，其運行范圍比較窄，只能在一定風(fēng)速下捕獲風(fēng)能，發(fā)電效率較低。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統一般采用永磁同步電機或者雙饋電機作為發(fā)電機，通過(guò)變槳距控制風(fēng)輪使整個(gè)系統在很大的速度范圍內按照*的效率運行，是目前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向。對于風(fēng)機來(lái)說(shuō)，其調速范圍一般在同步速的50%～150%之間，如果采用普通鼠籠異步電機系統或者永磁同步電機系統，變頻器的容量要求與所拖動(dòng)的發(fā)電機容量相當，這是非常不經(jīng)濟的。雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統定子和電網(wǎng)直接相連接，轉子和功率變換器相連接，通過(guò)變換器的功率僅僅是轉差功率，這是各種傳動(dòng)系統中效率比較高的，該結構適合于調速范圍不寬的風(fēng)力發(fā)電系統，尤其是大、中容量的風(fēng)力發(fā)電系統。

本文將從變速恒頻異步風(fēng)力系統的拓撲結構及其控制技術(shù)兩個(gè)方面對變頻技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應用進(jìn)行綜述，以反映變頻技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的發(fā)展情況。

二、變速恒頻異步風(fēng)力發(fā)電系統拓撲

采用繞線(xiàn)異步電機作為發(fā)電機并對其轉子電流進(jìn)行控制，是變速恒頻異步風(fēng)力發(fā)電系統的主要實(shí)現形式之一。主要的拓撲結構包括交流勵磁控制，轉子斬波調阻以及由上述兩種拓撲結構結合發(fā)展而來(lái)的混合結構。

1.交流勵磁結構

交流勵磁控制通過(guò)變頻裝置向轉子提供三相滑差頻率的電流進(jìn)行勵磁，這種方式的變頻裝置通常使用交交變頻器，矩陣變換器或交直交變頻器。

交交變頻器采用晶閘管自然換流方式，工作穩定，可靠，適合作為雙饋電機轉子繞組的變頻器電源，交交變頻的zui高輸出頻率是電網(wǎng)頻率的1/3-1/2，在大功率低頻范圍有很大的優(yōu)勢。交交變頻沒(méi)有直流環(huán)節，變頻效率高，主回路簡(jiǎn)單，不含直流電路及濾波部分，與電源之間無(wú)功功率處理以及有功功率回饋容易。雖然交交變頻雙饋系統得到了普遍的應用，但因其功率因數低，高次諧波多，輸出頻率低，變化范圍窄，使用元件數量多使之應用受到了一定的限制。
 

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