新型高效“同步無刷勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)”的開發(fā)

　　Development of “synchronous brushless excitation wind power generation system”  which is new type and efficient
　　摘要:“高速同步無刷勵(lì)磁全功率變流”風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在電壓調(diào)節(jié)和工作效率以及可靠性等方面都具有顯著的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，電能質(zhì)量大大提高，可實(shí)現(xiàn)低電壓穿越，可調(diào)節(jié)無功，保證整體電網(wǎng)的安全。
　　Summary: “High-speed synchronous brushless excitation full power converter technology” have obvious stability and economical efficiency in the aspects of voltage adjustment, the quality of electric energy can be improves greatly, can realize low voltage ride through and adjust reactance so that the safety of the whole grid can be assured.
　　關(guān)鍵詞：同步；穩(wěn)定性；低電壓穿越；調(diào)節(jié)無功
　　Keyword: synchronous; stability; low voltage ride through; adjust reactance
　　引言
　　風(fēng)力發(fā)電以其清潔環(huán)保、發(fā)電成本低、回報(bào)周期短等優(yōu)勢成為未來最有前景的綠色能源。中國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展勢頭驚人，以現(xiàn)有發(fā)展速度推測，中國將于未來幾年內(nèi)成為全球最大的風(fēng)力發(fā)電市場。
　　現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)多來源于國外，以異步雙饋和永磁直驅(qū)為常規(guī)機(jī)型，但這些機(jī)組技術(shù)存在著明顯的問題。
　　1、常規(guī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及存在的問題
　　常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁是由外部的電源通過電刷和滑環(huán)引到轉(zhuǎn)子上，但是由于電刷和滑環(huán)的存在，需要經(jīng)常維護(hù)、檢修，而且在潮濕，粉塵及有腐蝕性氣體的環(huán)境中工作容易發(fā)生故障，而在化工等需要防爆的場合，電刷火花往往還是一種危險(xiǎn)源。
　　（1）雙饋機(jī)組、直驅(qū)電勵(lì)磁機(jī)組：滑環(huán)、碳刷的不可靠問題及維護(hù)問題；
　　（2）直驅(qū)、中、高速永磁機(jī)組：退磁氧化問題；
　?。?）現(xiàn)有發(fā)電機(jī)自身調(diào)節(jié)能力差、低電壓穿越困難的問題。
　　為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文提出了一種新型技術(shù)——高速同步無刷勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)具有高可靠性和安全性的特點(diǎn)。與目前業(yè)內(nèi)普遍采用的永磁直驅(qū)發(fā)電技術(shù)不同，由于無永磁材料，不會有退磁、氧化問題，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組免維護(hù)、壽命長，并且采用全功率變流技術(shù)，電能質(zhì)量優(yōu)于雙饋發(fā)電，可方便實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的低電壓穿越功能。
　　2、新型技術(shù)——高速同步無刷勵(lì)磁系統(tǒng)原理
　　無刷勵(lì)磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)示意圖如1所示。無刷勵(lì)磁系統(tǒng)是無刷勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)最核心、最關(guān)鍵的組成部分。同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)一般由兩個(gè)部分組成。一部分用于向發(fā)電機(jī)的磁場繞組提供直流電流，以建立直流磁場，通常稱之為勵(lì)磁功率輸出部分（或稱為功率單元）。另一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)生事故時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以滿足運(yùn)行的需要，它包括勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、強(qiáng)行勵(lì)磁、強(qiáng)行減磁或自動滅磁等，一般稱為勵(lì)磁控制單元。