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1、1变流器介绍禾望电气：蔡海涛禾望电气：蔡海涛机密文件仅供内部交流2目的目的了解风力发电基本原理了解风力发电基本原理了解了解1.5MW1.5MW变流器内部结构变流器内部结构掌握变流器的调试办法掌握变流器的调试办法了解后台软件基本使用了解后台软件基本使用了解变流器常见故障处理办法了解变流器常见故障处理办法机密文件仅供内部交流3风力发电常用术语风力发电常用术语风力发电系统简介风力发电系统简介安全注意事项安全注意事项变流器介绍变流器介绍变流器的调试变流器的调试软件使用软件使用机密文件仅供内部交流4风力发电常用术语（风力发电常用术语（1 1） 交流励磁发电机交流励磁发电机-也称双馈发电机，由于转子侧采也
2、称双馈发电机，由于转子侧采用交流电压励磁，使其具有灵活的运行方式，应用中用交流电压励磁，使其具有灵活的运行方式，应用中通过改变转子电源电压的频率、幅值、和相位可以实通过改变转子电源电压的频率、幅值、和相位可以实现发电机频率、有功、无功的独立调节，风力发电就现发电机频率、有功、无功的独立调节，风力发电就是采用了它的这个特性实现变速恒频发电的。是采用了它的这个特性实现变速恒频发电的。机密文件仅供内部交流5风力发电常用术语（风力发电常用术语（2 2） 同步转速同步转速-当异步电机定子绕组接到对称三相电源当异步电机定子绕组接到对称三相电源上时，定子绕组将流过对称电流，气隙中将建立基波上时，定子绕组将流
3、过对称电流，气隙中将建立基波旋转磁动势，从而产生旋转磁场，旋转磁动势的转速旋转磁动势，从而产生旋转磁场，旋转磁动势的转速就被称为同步转数，其值决定于电网频率和绕组的极就被称为同步转数，其值决定于电网频率和绕组的极对数。对数。pfn600f f 定子电压频率定子电压频率p p 极对数极对数机密文件仅供内部交流6风力发电常用术语（风力发电常用术语（3 3） 转差率转差率-转子转速与同步转速之差对同步转速之比值，转子转速与同步转速之差对同步转速之比值，一般用一般用s s表示。表示。 亚同步转速亚同步转速-发电机的转子转速小于同步转速。发电机的转子转速小于同步转速。 超同步转速超同步转速-发电机的转子
4、转速大于同步转速。发电机的转子转速大于同步转速。 额定转速额定转速-发电机输出额定功率时的转子转速。发电机输出额定功率时的转子转速。00 nnns机密文件仅供内部交流7风力发电常用术语（风力发电常用术语（4 4） 并网并网-指发电机投入电网运行时，为了避免发生电冲击指发电机投入电网运行时，为了避免发生电冲击和机械冲击，要求发电机端各相电动势的瞬时值要和电网和机械冲击，要求发电机端各相电动势的瞬时值要和电网端对应的瞬时值一致，具体有端对应的瞬时值一致，具体有5 5点要求：点要求：波形相同波形相同频率相同频率相同幅值相同幅值相同相位相同相位相同相序一致相序一致机密文件仅供内部交流8风力发电常用术语
5、风力发电常用术语风力发电系统简介风力发电系统简介安全注意事项安全注意事项变流器介绍变流器介绍变流器的调试变流器的调试软件使用软件使用机密文件仅供内部交流9风力发电系统简介（风力发电系统简介（1 1）机密文件仅供内部交流10风力发电系统简介（风力发电系统简介（2 2）机密文件仅供内部交流11风力发电系统简介（风力发电系统简介（3 3）风力机的机械功率风力机的机械功率P P m m可以表示为可以表示为P P m m0 .5 0 .5 C C P PA A v v3 3C C P P -功率系数，是流过风力机的功率系数，是流过风力机的空气动能中转换的机械能所占的比空气动能中转换的机械能所占的比例，是
6、桨距角和叶尖速比（叶尖的例，是桨距角和叶尖速比（叶尖的线速度和风速比）线速度和风速比） 的函数的函数( ( = = R R w /vw /v，R R 是叶片半径，是叶片半径，w w是风力机角速度是风力机角速度) )；A A 为叶片扫风面积；为叶片扫风面积；为空气密度；为空气密度；v v 为风速。为风速。一般一般C C P P= =1/3 2/51/3 2/5，C C P Pmaxmax16/2716/270.59 0.59 贝兹极限贝兹极限机密文件仅供内部交流12图中是一组不同风速下风力机的输出功率特性，曲线是各风速下最大输出功率点的连线，即最佳功率曲线。运行在这条线上的风力机将会有最大功率输
7、出。optP可以看出，在同一个风速下，不同的转速会使风力机输出不可以看出，在同一个风速下，不同的转速会使风力机输出不 同的功率，若要想追踪同的功率，若要想追踪曲线，必须控制转速使得风力曲线，必须控制转速使得风力 机不同情况下都能运行在这条曲线上。机不同情况下都能运行在这条曲线上。optP风力发电系统简介（风力发电系统简介（4 4）机密文件仅供内部交流13风力发电系统简介（风力发电系统简介（5 5）在风速变化的情况下，采用在风速变化的情况下，采用交流励磁发电机交流励磁发电机如何得到频率固如何得到频率固定并满足并网条件的电能输出？定并满足并网条件的电能输出？机密文件仅供内部交流14风力发电系统简介
8、（风力发电系统简介（6 6）交流励磁发电机中有以下关系交流励磁发电机中有以下关系f f1 1n np pf ff f2 2 p p2 2ssp p1 1n np p 发电机极对数发电机极对数f f 转子旋转频率转子旋转频率(1500(1500转转2525转转/ /秒秒) )f f2 2 转子励磁频率转子励磁频率p p2 2 转子输入电功率转子输入电功率f f1 1 定子频率定子频率p p1 1 定子输出电功率定子输出电功率当异步发电机转子旋转频率当异步发电机转子旋转频率f f变化时，控制励磁电流频率变化时，控制励磁电流频率f f2 2来保证定子输出频率来保证定子输出频率f f1 1恒定（恒定（
9、f2f2s s5050时，可以保证时，可以保证f1f150Hz50Hz）。）。发电机励磁频率的控制是实现变速恒频的关键发电机励磁频率的控制是实现变速恒频的关键机密文件仅供内部交流15风力发电系统简介（风力发电系统简介（7 7） 当发电机作亚同步运行，有当发电机作亚同步运行，有f f2 200，变频器向发电机转子提供变频器向发电机转子提供正相序励磁。正相序励磁。 s0s0，p p2 200，变频器向转子输入有功功率。变频器向转子输入有功功率。 当发电机作超同步运行，有当发电机作超同步运行，有f f2 200，此时一方面变频器向发电此时一方面变频器向发电机转子提供反相序励磁，另一方面，机转子提供反
10、相序励磁，另一方面，s0s0，p p2 200，转子绕组向变转子绕组向变频器送入有功功率。频器送入有功功率。 当发电机作同步运行时当发电机作同步运行时，f f2 20 0，变频器向发电机转子提供直变频器向发电机转子提供直流励磁，此时，流励磁，此时，s=0s=0，p p2 2=0=0，变频器和转子绕组间无功率交换。变频器和转子绕组间无功率交换。机密文件仅供内部交流16风力发电系统简介（风力发电系统简介（8 8）（a)亚同步运行电 网DFIG网侧变换器机侧变换器整流状态逆变状态能量流向（b)超同步运行电 网DFIG网侧变换器机侧变换器能量流向逆变状态整流状态机密文件仅供内部交流17风力发电常用术语
11、风力发电常用术语风力发电系统简介风力发电系统简介安全注意事项安全注意事项变流器介绍变流器介绍变流器的调试变流器的调试软件使用软件使用机密文件仅供内部交流18安全注意事项（安全注意事项（1 1）在将变流器的接线及电机接线断开之前，严禁进行线间绝在将变流器的接线及电机接线断开之前，严禁进行线间绝缘测试。缘测试。在操作变流器之前，必须确保变流器已可靠接地。在操作变流器之前，必须确保变流器已可靠接地。禁止接触带电的变流器、发电机电缆和发电机。要接触这禁止接触带电的变流器、发电机电缆和发电机。要接触这些部件，必须在断开输入交流电源后五分钟并用万用表测量些部件，必须在断开输入交流电源后五分钟并用万用表测量
12、接触处对接地点电压，确认变流器已放电完毕。接触处对接地点电压，确认变流器已放电完毕。机密文件仅供内部交流19安全注意事项（安全注意事项（2 2）小心烫伤小心烫伤, ,变流器机柜内的某些部件，如功率半导体的散热变流器机柜内的某些部件，如功率半导体的散热器等，在断电后还需要一段时间后才能冷却下来。器等，在断电后还需要一段时间后才能冷却下来。在变流器或外部控制电路带电时，严禁操作控制电缆。在变流器或外部控制电路带电时，严禁操作控制电缆。印制板上带有对静电十分敏感的元器件，请不要直接接触印制板上带有对静电十分敏感的元器件，请不要直接接触印制板。当主电路带电时，单板可能带有危险的电压。印制板。当主电路带
13、电时，单板可能带有危险的电压。安全永远是第一的，没有什么比生命更重要的安全永远是第一的，没有什么比生命更重要的机密文件仅供内部交流20风力发电常用术语风力发电常用术语风力发电系统简介风力发电系统简介安全注意事项安全注意事项变流器介绍变流器介绍变流器的调试变流器的调试软件使用软件使用机密文件仅供内部交流21变流器简介变流器简介总体介绍总体介绍长2606mm 宽605mm（不含风扇）高2205mm机密文件仅供内部交流22变流器简介变流器简介并网柜和控制柜并网柜和控制柜并网柜主要用于实 现变流器与电网的 并网脱网，满足用 户配电需求，实现 与主控制器的信号 交互功能。 控制柜主要用于信 号采集及调理
14、、产 生控制信号、完成 与主控制器和后台 的通讯等功能机密文件仅供内部交流23变流器简介变流器简介控制柜内部控制柜内部机密文件仅供内部交流24变流器简介变流器简介功率柜功率柜功率柜实现转子转 差功率和电网的交 互与传输，对转子 励磁电流进行控制 ，从而实现对定子 电压、频率、有功 和无功的控制机密文件仅供内部交流25变流器简介变流器简介控制单板介绍控制单板介绍序号标签名称功能说明1GU1网侧DSP板网侧相关信号的检测，网侧功率模块的控制2GM1网侧检测板网侧相关信号的调理，网侧驱动信号的输出等3MU1转子侧DSP板转子侧相关信号的检测，网侧功率模块的控制4MM1转子侧检测板转子侧相关信号的调理
15、，网侧驱动信号的输出等5IU1I/O DSP板码盘信号的检测，热线信号的检测和输出控制等6IM1IO扩展板码盘信号的调理，其它热线信号的调理7Crowbar控制板Crowbar模块的控制单元，在母线电压高时发保护指令机密文件仅供内部交流26变流器简介变流器简介控制单板连接关系控制单板连接关系机密文件仅供内部交流27变流器简介变流器简介控制板调试连接图控制板调试连接图机密文件仅供内部交流28变流器简介变流器简介功率模块介绍功率模块介绍rarbrcoN+-Vdcgagbgco背靠背双PWM变流器电网侧双馈电机转子侧LrLgSaSbSc转子电流 网侧电流IoutIin电网侧功率模块控制目标电网侧功率模块控制目标保持直流母线Vdc稳定控制网侧无功功率转子侧功率模块的控制目标转子侧功率模块的控制目标控制发电机输出转矩（有功功率）控制定子输出无功功率机密文件仅供内部交流29变流器简介变流器简介工作原理工作原理机密文件仅供内部交流30变流器简介变流器简介工作时序工作时序机密文件仅供内部交流31风力发电常用术语风力发电常用术语风力发电系统简介风力发电系统简介安全注意事项安全注意事项变流器介绍变流器介绍变流器的调试
