风电变流器简介

风电变流器摘要：随着智能电网概念的普及，各国开始注重新能源的利用。

风能，作为一种清洁的可再生能源，已开始得到大量利用。

但是风能的不稳定性，非连续性也是风能利用的一大难题，风力发电要更好地将风电接网利用，必须在风机上有技术性的突破，变流器是风力发电的一大重要技术，随着风电规模的不断扩大，风电变流器也随之不断推陈出新。

本文以双馈型和直驱型变流器为例浅析了风电变流器的技术问题。

关键词：智能电网风力发电双馈型变流器直流型变流器1.智能电网随着全球资源的逐渐稀缺、环境压力的不断增大、电力市场化进程的不断深入以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升,电力行业正面临着前所未有的挑战和机遇,建设更加安全、可靠、环保、经济的电力系统已经成为全球电力行业的共同目标。

在主张低碳经济与可再生能源的浪潮中，风能、太阳能、生物能等将是今后能源来源的重要途径，欧美许多发达国家的电网企业正积极推进技术革新和管理转变,普遍将智能电网作为未来电网的发展目标之一。

美国智能电网关注网络基础架构的升级更新，同时最大限度的利用信息技术，实现机器智能对人工的替代。

欧洲智能电网关注可再生能源的分布式能源的发展，并带动整个行业发展模式的转变。

中国智能电网关注对电力生产和管理信息的数字化获取和整合，促进系统安全可靠性、企业效益和服务水平的持续提高。

值得注意的是我国电网公司在积极开展“数字化电网、信息化企业”建设的同时,也在密切关注全球电力行业发展的这一新动向。

智能电网，是以实现地球可持续发展为总目标，维护能源的优化利用和降低碳排放量，从而达到生态平衡和环境稳定。

2.风能及风力发电在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。

随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。

在自然界的能源中，风能是极其丰富的。

据粗略估计，近期可以利用的风能总功率约为106～107兆瓦，这个数值比全世界可以利用的水力资源大10倍。

风电变流器简介风能作为一种清洁得可再生能源,越来越受到世界各国得重视,我国风能资源丰富,近几年来国家政策也大力扶持风电产业。

我公司自06年成功研制第一台风电变流器以来,不断寻求技术革新严把质量关,目前已实现规模化得生产。

本文将针对市场上主流得双馈型风电变流器进行简介。

QHVERT-DFIG型风电变流器系统功能变流器通过对双馈异步风力发电机得转子进行励磁,使得双馈发电机得定子侧输出电压得幅值、频率与相位与电网相同,并且可根据需要进行有功与无功得独立解耦控制。

变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网,减小并网冲击电流对电机与电网造成得不利影响。

变流器提供多种通信接口,如Profibus, CANopen等(可根据用户要求扩展),用户可通过这些接口方便得实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统得集成控制。

变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。

变流器提供实时监控功能,用户可以实时监控风机变流器运行状态。

变流器可根据海拔进行特殊设计,可以按客户定制实现低温、高温、防尘、防盐雾等运行要求。

QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术,核心控制采用具有快速浮点运算能力得“双DSP得全数字化控制器”;在发电机得转子侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略,电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略;系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网与最大功率点跟踪控制功能。

功率模块采用高开关频率得IGBT功率器件,保证良好得输出波形。

这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点,可以明显地改善双馈异步发电机得运行状态与输出电能质量。

这种电压型交-直-交变流器得双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪得发电机有功与无功得解耦控制,就是目前双馈异步风力发电机组得一个代表方向。

变流器工作原理框图如下所示:QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成变流器由主电路系统、配电系统以及控制系统构成。

直驱风电变流器的工作原理一、直驱风电发电原理直驱风电系统是指由风轮机直接驱动发电机，不经过齿轮箱来提高转速的方案。

直驱发电机输出低速高扭矩的电能，而关闭通电断形成二极管电流，将正常工作的发电机驱动其转子。

由于转子是由稳态转速，可有效增大电磁磁场的产生。

本原理满足了直驱机的工作要求，可行性强，“零回馈”再次验证了直驱机传动的理论合理性。

二、直驱风电变流器的功能直驱风力发电系统旨在将风轮机产生的机械能转换为电能，并将其接入电网。

而直驱风电变流器则扮演了转换风轮机产生的交流电能为直流电能的角色，并且将其接入电网的关键角色。

直驱风电变流器的功能可以归纳为以下几个方面：1. 将风轮机产生的交流电能转换为直流电能2. 控制变流系统，使其在不同风速下工作可靠3. 与电网连接，将直流电能转换为电网所需的交流电能4. 监测和保护系统，确保变流器的正常运行和安全在接下来的部分，我们将分别详细介绍这些功能的工作原理和相关知识。

三、直驱风电变流器的工作原理1. 将风轮机产生的交流电能转换为直流电能风轮机产生的交流电能需要被转换为直流电能，这样才能被更高效地转换为电网所需的交流电能。

直驱风电变流器的核心部件之一就是整流器，它的作用是将交流电能转换为直流电能。

整流器由多个晶闸管或者二极管构成，通过适当的控制晶闸管的导通角度和时间，可以将风轮机产生的交流电能进行整流。

这样就可以得到稳定的直流电能，为后续的电能转换做好准备。

2. 控制变流系统，使其在不同风速下工作可靠直驱风电变流器需要根据风速的变化来调节输出的电能，以保证系统的稳定运行并获得最大的发电效率。

变流系统一般由PWM（Pulse Width Modulation）控制技术控制，通过控制开关管的导通时间和频率来调整输出电压和频率。

当风速较小时，需要较低的电压和频率来保证系统的正常运行；而当风速较大时，则需要较高的电压和频率来提高发电效率。

变流系统通过PWM技术可以精确控制输出电能，使其能够适应不同风速下的工作需求。

直驱风电变流器是将风机转子直接驱动发电机时所使用的电力转换设备。

它的主要作用是将由直流发电机输出的电能，通过转换成交流电，再通过升压、电网同步等控制处理，最终将可用风能输入到电网中。

以下是直驱风电变流器的工作原理及作用：
1. 工作原理：直流电源输入变流器，通过控制系统分别控制功率器件的开关状况，将输入的直流电源转换成交流电源输出给电网。

具体的转换方式通常有多种，其中一种常用的方式是采用三相桥式单元，将输入的直流电源通过H 桥模块转换成交流电源。

2. 直驱风机的工作方式：直驱风电变流器一般用于直驱风机的发电模式，即将风机的转子直接驱动发电机，消除了传统齿轮传动过程中的损失和振动，提高了风电发电的效率和稳定性。

3. 控制系统：直驱风电变流器的控制系统通常包括电源模块、驱动模块、信号调节模块和保护控制模块等。

控制系统需要精确地控制电压、电流和频率等参数，以保证变流器的稳定性和运行正常。

4. 作用：直驱风电变流器的作用是将风机出力的直流电转换成交流电，并连接到电网。

其中，升压、电网同步及逆变等控制处理是直驱风电变流器的核心所在。

具体地，升压处理将输出交流电压提高到适合电网连接的电压，电网同步处理保证输出电力与电网相同相位，逆变处理则是将输出交流电变成电网要求的正弦波形式。

需要注意的是，直驱风电变流器的设计和工作原理与其他类型的风电变流器有所区别。

在实际应用中，需要根据具体的风机特性和电网情况，选择合适的变流器类型及具体参数进行设计和调试，以保证其正常运行和高效输出适合电网的电能。

风力发电机变流器工作原理
风力发电机变流器的工作原理基于电力电子技术，其核心部件是绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。

风力发电机产生的电能是交流电，其频率和电压都不稳定，无法直接输送到电网中。

因此，需要将其转换为直流电，再通过逆变器将其转换为稳定的交流电，才能输送到电网中。

这就是风电变流器的主要工作原理。

风电变流器的工作流程如下：首先，风力发电机产生的交流电经过变压器降压，然后通过整流桥将其转换为直流电。

接着，直流电经过滤波电容器进行滤波，去除掉直流电中的脉动成分，使其变得更加稳定。

然后，直流电经过逆变器，通过PWM（脉宽调制）技术将其转换为稳定的交流电，并将其输送到电网中。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。

风电变流器工作原理
1风电变流器概述
风电变流器是将风力发电机产生的交流电信号转换为具有稳定电压、频率和波形的直流电信号输出，在实际风力发电系统中扮演着非常关键的角色。

2风电变流器的组成和工作原理
风电变流器通常由整流器、滤波器和逆变器三部分组成。

整流器将风力发电机产生的交流电转换为直流电，同时进行恒流限制，滤波器主要用来过滤掉直流电中的高谐波和噪声信号，以避免对电网的干扰。

逆变器将经过整流和滤波的直流电信号再次转换为交流电信号，使其具有符合电网要求的电压、频率和波形。

风电变流器的工作原理是：在风力发电机工作的过程中，交流电信号首先经过整流器，被转换为直流电。

经过滤波器过滤后的直流电信号进入逆变器，再次被转化为符合电网标准的交流电信号，最后被输送到电网中。

3风能发电的特点和应用
风能发电是一种非常环保、可持续的能源形式，具有资源分布广泛、环境污染少、成本低廉等优势。

在全球范围内，越来越多的国家开始大力发展风能发电产业，以应对不断增长的能源需求和环境保护的需求。

风能发电在实际应用中需要与电网进行协同，将产生的电能输送到电网中。

因此，风电变流器在风能发电领域中占据着非常关键的地位，其稳定、高效的转换能力，为风能发电的实现提供了可靠保障。

4风电变流器的发展趋势
随着科技的不断发展和创新，风电变流器的技术也在不断进步。

当前，风电变流器的主要发展趋势包括提高转换效率、减少噪声和谐波、增加可靠性和智能化等方面。

未来，风能发电将成为能源领域的一个重要组成部分，而风电变流器作为其核心装置，也将继续发挥其不可替代的作用，为全球能源领域发展做出贡献。

风电变流器行业现状风电变流器主要是指在双馈风力发电机中，加在转子侧的励磁装置，包括功率模块、控制模块、并网模块。

风电变流器分为双馈变流器和全功率变流器两个大类，分别使用在双馈型风机和全功率风机上。

风电变流器主要功能是通过控制发电机的电磁转矩，从而使风机处于最佳发电功率状态，同时将风力发电机发出的频率、幅值不稳定的电能，转换为频率、幅值稳定的、符合电网要求的电能后并入电网，产品结构较为复杂，技术含量较高。

风电变流器不仅提高了机组效率，而且对于机组并网、电网安全稳定运行起到了良好作用，每一套新增风机均需要配备一套风电变流器。

风电变流器以控制复杂、可靠性及稳定性要求高为主要特点，是风电机组的关键部件之一。

到目前风电变流器的行业规模一般以风电机组装机容量衡量。

风能作为一种清洁而稳定的可再生能源，是可再生能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。

显示，近年来，世界各国对能源安全、生态环境、气候变化等问题的日益重视，加快发展风电产业已成为国际社会推动能源转型发展、应对全球气候变化的普遍共识和一致行动。

目前全球已有100多个国家开始发展风电。

在当前全球大力提倡发展低碳经济的背景下，得益于风电技术进步和成本持续下降，风能正逐步成为绿色新能源中不可或缺的成员。

发展风电不仅已成为较多国家推进能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径，也是中国深入推进能源生产和消费革命、促进大气污染防治的重要手段。

近年来，国家相关部委对风电行业出台了一系列鼓励政策，为行业发展提供了有力的政策支持。

随着国家“十三五”期间特高压电网的加速建设及各项针对可再生能源消纳的政策的逐步推行，近年来中国风电累计并网装机容量不断增长。

根据数据显示，2021年中国风电累计并网装机容量从2016年的14864万千瓦增长至32848万千瓦，CAGR为17。

2%。

其中2021年新增风电4757并网装机容量万千瓦。

其中在中国风电发展初期，风机多装于陆上富风区域，因此中国风电主要以陆上风电为主，但近几年来新增装机量有所放缓。

风电变流器的组成
风电变流器的主要组成部分包括：
1. 电网侧部分：主要包括电网过滤器、电网连接开关和电网保护装置等。

电网过滤器用于提取电网所需的频率成分，滤除其它干扰频率；电网连接开关用于连接变流器和电网，实现两者之间的电力传输；电网保护装置用于保护变流器和电网免受过电流、过电压等异常情况的损害。

2. 风机侧部分：主要包括双边开关、风机保护装置和风机低压侧滤波等。

双边开关用于连接变流器和风机；风机保护装置用于保护风机免受过电流、过电压等异常情况的损害；风机低压侧滤波用于去除风机侧的谐波和高频噪声。

3. 逆变器：逆变器是风电变流器的核心部分，用于将风机产生的直流电转换为交流电，并将其接入电网。

逆变器通常包括桥式整流器、直流滤波器、逆变器电路和输出滤波器等。

4. 控制系统：控制系统是风电变流器的智能核心，用于监测风机和电网的状态，并控制逆变器工作。

控制系统包括电流控制器、电压控制器、频率控制器和功率控制器等。

风电变流器产品介绍一、概述风电变流器是一种将风能转换为电能的设备，它将风电机组产生的交流电能转换为适应电网要求的交流电能。

风电变流器在风电系统中具有重要的地位和作用，它不仅可以调节风能发电机的转速，使其在最佳转速范围内工作，还可以提高风能转换效率并实现对电网的并网。

二、工作原理风电变流器主要由整流单元、逆变单元和控制单元组成。

整流单元将风能发电机产生的交流电信号转换为直流电信号，而逆变单元则将这个直流电信号再转换为适应电网要求的交流电信号。

控制单元对整个变流系统进行监视和控制，以确保变流器的可靠性和稳定性。

三、产品特点1.高效率：风电变流器具有高效率的特点，可将风能转换为电能的损耗降低到最低。

通过先进的功率电子器件和优化设计的拓扑结构，可以将损耗降至最小，提高系统的整体效率。

2.大功率密度：风电变流器具有较高的功率密度，可以实现在更小的体积内输出更大的功率。

这对于风电场有限的场地资源来说尤为重要，可以提高整个风电系统的发电效率。

3.高可靠性：风电变流器具有高可靠性的特点，采用了多种保护措施和故障诊断技术，可以有效保护设备的安全运行。

同时，严格的生产工艺和质量控制体系也能够保证产品的稳定性和可靠性。

4.广泛适应性：风电变流器可以适应不同类型的风能发电机并具有较强的适应能力。

无论是永磁同步发电机、感应发电机还是异步发电机，风电变流器都能够进行有效的控制和调节，提高发电系统的性能并实现对电网的并网。

5.高性价比：风电变流器具有较高的性价比，可以在满足性能需求的前提下，以较低的成本实现风能转换。

同时，长期稳定的运行和较低的维护成本也能够降低系统的运营成本。

四、应用领域五、市场前景随着对可再生能源的需求不断增加，风电的发展前景越来越被看好。

而作为风电系统中的关键设备，风电变流器的市场也将迎来新的机遇。

随着技术的不断进步和成本的不断降低，风电变流器将更加普及和广泛应用。

六、结语风电变流器作为风电系统中的核心设备，具有高效率、大功率密度、高可靠性、广泛适应性和高性价比等优点，将为风能转换和电网并网提供可靠的保障。

风电变流器在可再生能源转换中的应用与发展趋势风电变流器是风力发电系统中至关重要的组件，它承担着将风能转换为电能的关键角色。

随着全球对可再生能源的需求不断增加，风电变流器的应用正日益普及。

本文将探讨风电变流器在可再生能源转换中的应用和发展趋势。

首先，我们来了解一下风电变流器的基本原理和作用。

风电变流器主要通过将风轮转动的机械能转换为电能，并将其输出到电网中。

在风力机旋转时，变流器能够控制电能的频率和相位，以实现与电网的稳定连接。

此外，风电变流器还能够通过各种控制策略，如最大功率点跟踪和无功补偿，优化风力机的性能和电网的稳定性。

在可再生能源转换中，风电变流器的应用范围非常广泛。

首先，它可以实现风力发电站和电网之间的双向能量流。

当风力机产生的电能超过电网需求时，变流器能够将多余的电能注入电网，实现能量的回馈。

而当电网需要额外的电能时，变流器则能够从电网中吸收电能，保证电网的稳定运行。

这种双向能量流的灵活性使得风力发电系统能够更好地适应电网的需求变化。

其次，在小型分布式风力发电系统中，风电变流器的作用更为重要。

分布式风力发电系统通常由多个小型风力机组成，其中每个风力机都配备有独立的变流器。

这种分布式的结构使得整体系统具有较高的可靠性和可伸缩性。

风电变流器能够实现对各个风力机的独立控制，并将它们的电能输出到电网中。

这种模块化的布局非常有利于扩展和维护，同时也提高了整个系统的效率和稳定性。

随着技术的发展，风电变流器也在不断创新和进化，以应对可再生能源转换的新需求。

首先，变流器的功率密度不断提高。

随着电子元器件的进步和设计的优化，风电变流器的体积不断减小，功率密度不断提高。

这使得风力发电系统可以更加紧凑和高效。

其次，变流器的可靠性和可控性也得到了改善。

通过采用先进的控制算法和故障检测技术，风电变流器能够在故障发生时及时进行诊断和处理，从而提高系统的可靠性。

此外，变流器的响应速度和稳定性也得到了显著提升，使得风力发电系统对电网的要求更加灵活和严格。

风电机组变流器的技术现状和发展趋势发布时间：2023-07-12T03:32:11.409Z 来源：《科技潮》2023年13期作者：叶太顺崔恒旭[导读] 风力发电是目前技术成熟、大规模商业化应用的新能源，是我国构建新型电力系统的主体能源，风电是我国实现“碳达峰、碳中和”目标重要的新型战略性产业。

近几年我国是全球第一风电并网大国，根据国家能源局2022年底统计，风电累计装机容量已达到3.7亿KW。

浙江运达风电股份有限公司浙江杭州 310012摘要：变流器是连接发电机组和电网的核心部件，其性能直接影响风电机组的并网质量和发电效率。

本文首先介绍风电变流器的主要类型和拓扑结构，接着对风电变流器的关键技术现状进行概述，最后对风电变流器的未来发展趋势进行展望。

关键字：风电机组；变流器；发展趋势引言风力发电是目前技术成熟、大规模商业化应用的新能源，是我国构建新型电力系统的主体能源，风电是我国实现“碳达峰、碳中和”目标重要的新型战略性产业。

近几年我国是全球第一风电并网大国，根据国家能源局2022年底统计，风电累计装机容量已达到3.7亿KW。

伴随着风电产业的快速发展，我国的风电开发和产业化能力也得到大幅提升，目前国内市场国产化占有率也高达95%以上。

变流器是连接发电机组和电网的核心部件，其性能好坏直接影响风电机组的并网质量和发电效率。

本文首先介绍变流器的主要类型和拓扑结构，接着对变流器的关键技术现状进行概述，最后对变流器的未来发展趋势进行展望。

1 基本类型结构风电变流器作为发电机组与电网的接口，主要功能是将发电机组发出电压、频率变化的电能变换为电压、频率恒定的电能并入电网，实现电能的变换和并网控制。

目前主流风电机组的变流器类型主要分为双馈变流器和全功率变流器，双馈变流器主要用于双馈异步风电机组，如图1所示，双馈发电机定子与电网直接相连，转子经变流器与电网相连，发电机的定子和转子都可以向电网输出功率。

全功率变流器主要用于直驱类风电机组，包括低速永磁同步（直驱）、高速永磁同步、中速永磁同步（半直驱）、高速电励磁同步和笼型异步等，如图2所示，全功率风电机组将发电功率经变流器全功率变换后接入电网。