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风力发电机组变流器基本原理

1、双馈型风力发电系统的运行原理

双馈型风力发电系统结构图如图1所示，由风轮机、齿轮箱、变桨结构、偏航机构、双馈电机、变流器、变压器、电网等构成。其工作过程为：当风吹动风轮机转动时，风轮机将其捕获的风能转化为机械能再通过齿轮箱传递到双馈电机，双馈电机将机械能转化为电能，再经变流器及变压器将其并入电网。通过系统控制器及变流器对桨叶、双馈电机进行合理的控制使整个系统实现风能最大捕获，同时，通过对变桨机构、变流器及Crowbar 保护电路的控制来应对电力系统的各种故障。

双馈异步发电机的定子与转子两侧都可以馈送能量，由于转子侧是通过变频器接入的低频电流起到了励磁作用，因此又名交流励磁发电机。双馈异步发电机主机结构特点是：定子与一般三相交流发电机定子一样，具有分布式绕组；转子不是采用同步发电机的直流集中绕组，而是采用三相分布式交流绕组，与三相绕线式异步机的转子结构相似。正常工作时，定子绕组并入工频电网，转子绕组由一个频率、幅值、相位都可以调节的三相变频电源供电，转子励磁系统通常采用交-直-交变频电源供电。

图1、双馈风力发电系统结构图

双馈异步发电机在稳态运行时，定子旋转磁场和转子旋转磁场在空间上保持相对静止，此时有如下数学关系表达式：

r n n n =±2160f n n f r p ±=

r n n n s n n ?==±式中，1n 、r n 、2n 分别为定子电流产生磁场的旋转速度、转子旋转速度和转子电流产生磁场相对于转子的旋转速度，1f 、2f 分别为定、转子电流频率，p n 为发电机极对数，s

s n n n s ?=为发电机的转差率。由上式可知，当发电机转子转速r n 发生变化时，若调节转子电流频率2f 相应变化，可使1f 保持恒定不变，实现双馈异步发电机的变速恒频控制。当r n <1n 时，电机处于亚同步速运行状态，转子旋转磁场相对于转子的旋转方向与转子旋转方向相同，变频器向转子提供交流励磁，定子向电网馈出电能；当r n >1n 时，电机处于超同步速运行状态，转子旋转磁场相对于转子的旋转方向与转子旋转方向相反，此时定、转子均向电网馈出电能；当r n =1n 时，2f =0，变频器向转子提供直流励磁，此时电机作为普通隐极式同步发电机运行。

双馈电机转子侧接变流器，其调速的基本思想就是要在转子回路上串入附加电势，通过调节附加电势的大小、相位和相序来实现双馈调速。与传统的直流励磁同步发电机相比，双馈异步发电机励磁系统的调节量由一个变为三个，即励磁电流的幅值、频率和相位。所以，调节励磁不仅可以调节发电机的无功功率，还可以调节发电机的有功功率和转子转速。因此，该电机在提高电力系统稳定性、变速运行能力方面有着优良的特性。

2.变速恒频双馈风力发电机运行工况

2.1双馈电机在不同工作状态下的功率分布流程

从上面对双馈电机的分析，我们可以建立双馈电机在不同情况下的运行状态，并且同时分析在该种情况下的功率流程。主要讨论的是定子侧功率1P （向电网输出电能时为正，吸收电网电能时为负），转差功率s P （向电网馈送电能时为正，吸收电网电能时为负）和机械功率mec P （电机吸收机械功率为正，电机输出机械功率时为负）。

1）双馈电机运行于超同步发电机情况下：

图2、双馈电机超同步发电机时的功率流程

从上图中可以看到，21n n n ?=，由于2n 与1n 方向相反，所以n＞1n ，转差S<0。并且电磁转矩em T 与n 反向，起制动作用。因而此时，双馈电机是吸收机械功率mec P ，然后通过定子侧向电网输出功率1P ，通过转子侧向电网馈送转差功率s P 。因此可得mec P =1P +s P 。2）双馈电机运行于超同步电动机状态：

图3、双馈电机超同步电动机时的功率流程

从上图中可以看到，21n n n ?=，由于2n 与1n 方向相反，所以n＞1n ，转差率S<0。并且电磁转矩

em T 与n 同向，起驱动作用。因而此时，双馈电机是通过定子侧向电网吸收功率1P ，通过转子侧向电网吸收转差功率s P ，向外输出机械功率mec P 。因此可得mec P =1P +s P 。

3）双馈电机运行于亚同步发电机状态：

图4、双馈电机亚同步发电机时的功率流程

从上图中可以看到，21n n n ?=，由于2n 与1n 方向相同，所以n＜1n ，转差率S＞0。并且电磁转矩em T 与n 反向，起制动作用。因而此时，双馈电机是通过转子侧向电网吸收功率s P ，向外吸收机械功率mec P ，通过定子侧向电网输出转差功率1P 。因此可得1P =mec P +s P 。

4）双馈电机运行于亚同步电动机状态：

从图5中可以看到，21n n n ?=，由于2n 与1n 方向相同，所以n＜1n ，转差率S ＞0。并且电磁转矩em T 与n 同向，起驱动作用。因而此时，双馈电机是通过定子侧向电网吸收功率1P ，向外输出机械功率mec P ，通过转子侧向电网输出转差功率s P 。因此可得1P =mec P +s P 。

图5、双馈电机亚同步电动机时的功率流程

上面一共讨论了双馈电机在四种情况下的运行特性，但是我们在风力发电中需要考虑的仅仅是1），3）两种发电机运行情况。并且还应当注意的是，由于1I =m I -2I ，可以调节转子侧绕组中电流2I 相位大小，来控制定子中定子电流1I 的相位和大小，从而实现通过转子

侧的少量无功功率来控制定子侧的大量无功功率。

3、双馈风力发电变流器控制

一、电机侧变流器的控制

图6电机侧变流器结构图

电机侧变流器拓扑结构如图所示，电机转子侧接三相电压型PWM变流器，其直流环节通常是恒定的，即直流侧电压恒定，交流侧转子量通常是变化的。

可以通过控制电机侧变流器的电流给定进行定子侧电流相位、幅值、频率的控制，并控制电机稳态运行时转速稳定，通过控制转子侧电流间接控制电机功率。

对于电机侧变流器的控制采用定子磁链定向的矢量控制（目前有多种方法）。

二、电网侧变流器的控制

图7电网侧变流器结构图

电网侧PWM变流器实际上是一个三相电压型PWM整流器，其控制目标是调节网侧功率因数，保持直流母线电压恒定。

具体控制方式采用电网电压定向矢量控制，即先建立电网侧PWM变流器的数学模型，将其转换至d-q轴坐标系下，将电网电压矢量定向在d轴上，在此基础上建立电网侧PWM变流器在电网电压矢量控制下的方程。

由于电网侧所要实现的控制目标是对电网功率因数和直流侧电压的控制，则电网侧变流器控制系统的控制变量为直流电压和电网电流。

4、变流器主电路开关器件参数设计

风力发电系统所用交流-直流-交流变流器开关器件选用绝缘栅双极晶体管（IGBT），电机侧变流器和电网侧变流器均采用IGBT作为开关器件，对于IGBT的选型需要分别考虑电机侧最大持续电流峰值和电网侧最大持续电流峰值，同时还需要考虑到中间直流电压最高值来选择合适的开关器件参数。

4.1电机侧最大电流有效值计算

电机额定转速为1800r/min，而电机转速范围是：1000-2030r/min，当双馈发电机工作在转速1800r/min，即转差率0.2S =?的超同步工况时，发电机定子侧有功功率达到最大值为：

11156013001 1.2

s G P P kW kW s =×=×=?此时，定子电流和转子电流也达到最大值。下面分三种情况具体计算转子电流：

一、不考虑电网电压波动时的电机转子电流：

转速为n=1800r/min,定子侧电压峰值

为：690975.81sm U V =

=；计算转子电流为：1102.98sm

rd m

U i A L ω==534.3232s

rq m sm s P i A

L U L ==??

则转子侧电流峰值最大为：544.15r i A

则转子侧电流有效值最大为：384.83r ab i A ?==s L ——定子绕组在d-q 坐标系下的等效自感,r L ——转子绕组在d-q 坐标系下的等效自感；m L ——定、转子间绕组在d-q 坐标系下的等效互感。

二、考虑电网电压波动时的电机转子电流

转速为n=1800r/min,考虑电网电压波动，当电压跌落

10%时，定子侧电压峰值为：6900.9878.22sm U V =×=；

计算转子电流为：

192.687sm

rd m

U i A L ω==593.6932s

rq m sm s P i A

L U L ==??

则转子侧电流峰值最大为：600.88r i A

则转子侧电流有效值最大为：424.95r ab i A ?==三、当功率因数cos 0.9?=时，考虑电网电压波动时的电机转子电流

转速为

n=1800r/min，考虑电网电压波动时定子侧电压峰值为：

6900.9878.22sm U V =×=，

定子侧无功功率为:s tan(arccos 0.9)1560755.54Q kw kw =?=;

则转子侧q 轴电流rq i 不变，d 轴电流rd i 为：

1432.3332sm

s rd m m sm s

U Q i A L L U L ω=+=??

则转子侧电流峰值最大为：734.423r i A

则转子侧电流有效值最大为：519.39r ab i A ?==综上所述，第三种情况时，电机转子侧电流最大，则电机侧变流器IGBT

额定电流为：12519.391468.83T i A A

=×=4.2电网侧最大电流有效值计算

当双馈发电机工作在转速2030r/min，即转差率0.353s

=?的超同步工况时，发电机

转子侧有功功率达到最大值为：

0.35315604071 1.353

r s P P kW kW s =×=×=?由于电网侧变流器并网功率因数恒为1，所以发电机转子侧有功功率Pr 与网侧变流器的有功功率r P 相等，则考虑电网电网电压波动10%时，变流器电网侧输出交流线路上的最大电流有效值为：

378.40

r I A ==

则电网侧变流器IGBT 额定电流为：22378.391070.28T i A A =

×=4.3.采用滤波器原因：

风力发电系统中采用PWM 变流器驱动异步电机，在实际应用中，双馈变流器位于塔底，双馈发电机安装在塔顶，在变流器和发电机之间采用长线电缆传输时，当PWM 变流器发射脉冲经过长线电缆传至电机时会产生电压反射现象，导致在发电机端产生过电压、高频阻尼振荡，进一步加剧电机绕组的绝缘压力，造成电机在短期内绝缘击穿等事故，分析表明发电机端产生的过电压与变流器输出PWM 脉冲上升时间和电缆长度有关。

PWM 变流器的输出脉冲经过长线电缆传至发电机，由于长线电缆的分布特性，即存在漏电感和耦合电容，会产电压反射现象，在发电机端产生过电压、高频阻尼振荡，进一步加剧发电机绕组的绝缘压力。这种反射现象与变流器输出脉冲的上升时间以及电缆的长度有关。一般PWM 脉冲的传输速度约为光速的1／2，当脉冲由变流器传输到发电机的时间超过脉冲上升时间的1／35、低电压穿越技术概述

低电压穿越技术，关于双馈电机的低电压工作原理，简单地说，是在电网电压跌落及恢复期间，由于定子电压突变而磁链来不及变化，在磁链中产生直流分量和负序分量，该分量在转子中感应出较高电压（高达2000多伏），进而产生一系列的过电流和过电压现象。

低电压穿越，是指在风机并网点电压跌落时，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率以支持电网恢复，直到电网电压恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间。目前各国都在相继制定新的电网运行准则，要求风电系统具有一定的低电压穿越能力。中国的电网运行准则目前还在制定中，暂时还没有明确的规定。最具代表性的是德国电网运营商E.ON Netz 对风电场风力机组提出的LVRT 要求[8]，如图8所示。

1090

704515U /U N (%)图8德国E.ON Netz 公司LVRT 要求

在图8中，仅当电网电压值处于图示折线下方也就是图中所示的风机跳闸区时，才允

许风机脱网解列；而在折线以上区域，风机应继续保持并网，等待电网恢复。且当电压位于图中阴影区域时，还要求风机向电网提供无功功率支撑以帮助电网恢复。图中当电压跌落到额定电压的15%时，要求风机提供无功支持并保持并网至少625ms，而在电压跌落到90%以上时风机应一直保持并网运行。以上是电网对风力发电系统低电压穿越能力的具体要求。

电网电压跌落是电网运行中的常见故障之一，当电网出现故障导致电压跌落后，会使

风力发电机组出现过电压、过电流或转速上升等问题，对于风力发电机本身及其控制系统的安全运行产生影响。

为了抑制电网电压跌落对双馈型风力发电系统的影响，实现低电压穿越功能，诸多文献

对风力发电机LVRT 技术的做了研究，可主要归结为以下几种方案:基于转子撬棒(Crowbar)保护电路的LVRT 控制策略[9]、基于双馈电机暂态磁链补偿技术的LVRT 控制策略[10]、基于短暂中断(STI)的LVRT 控制策略[11]、基于提高转子电流环动态控制增益的LVRT 控制策略[12]、

基于能量管理技术的LVRT 控制策略[13]、基于双馈电机定子电压动态补偿控制的LVRT 控制策

略[14]等。

6、双馈电机控制方法简介

6.1矢量控制

20世纪70年代，德国西门子公司F.Blaschke 等人提出的“感应电机磁场定向的控制

原理”和美国学者P.C.Custman 与A.A.Clark 申请的专利“感应电机定子电压的坐标变换控制”奠定了矢量控制的基础。此后，经过许多学者和工程技术人员的不断完善和改进，最终形成了现已普遍应用的矢量控制变频调速系统[18]。采用矢量控制使得交流电机可以模拟他励直流电机转矩控制规律而加以控制，大大提高了交流电机的控制性能，使其几乎能与直流调速系统相媲美。

双馈电机起初多在传动系统中用作电动机运行，尤其是在窄范围大功率调速的工业场

合。随着电力电子技术和控制技术的发展，在一些发电场合，如水能、风能发电等，双馈电机有着其独特的优势。在双馈电机的多种应用场合，矢量控制被应用于双馈电机的控制策略之中，成为目前双馈电机的主要控制策略。

在双馈电机矢量控制策略中，依据其矢量定向的不同，又分为基于定子磁场定向的矢量

控制、基于气隙磁场定向的矢量控制、基于转子磁场定向的矢量控制以及基于定子电压定向的矢量控制等矢量控制策略。对于鼠笼电机，控制从定子侧输入，转子侧短路；对于双馈电机控制从转子侧输入，定子侧接电网。对比双馈电机定子与鼠笼电机转子的广义Park 方程，可知两者存在对偶关系。鼠笼电机通常采用转子磁场定向控制以实现转矩和励磁电流的解耦控制，因此双馈电机可以采用定子磁场定向控制实现转矩和转子侧励磁电流的解耦控制，而且此方法磁链检测方便，误差小。同时，定子电压定向的矢量控制也可以实现转矩和转子侧励磁电流的解耦控制，定向方便等优点，所以此方法也广泛应用在双馈电机的控制中。

6.2直接转矩控制

20世纪80年代中期，德国的M.Depenbrock 和日本的I.Takahashi 提出了直接转矩控制理论[18]，目前该技术已成功地应用在交流传动中。直接转矩控制是一种直接的转矩控制，它不是通过控制电流等量来间接控制转矩，而是把转矩作为被控量来直接控制，强调的是转矩的控制效果，采用离散的电压状态和近似圆形磁链轨迹的概念。

同其它电机类似，双馈电机也可以采用直接转矩控制方法。双馈感应电机直接转矩控制是基于电机转子侧进行控制的，采用转子磁链幅值给定值及转矩的指令值分别和它们的观测值做滞环比较，使被控制值波动限定在一定的容差范围内，然后通过开关表选择电机侧变流器功率器件的开关状态来实现对双馈电机转矩的直接控制。

直接转矩控制技术用空间矢量的分析方法，直接在静止坐标系下计算与控制电机的转矩，采用转子磁场定向，借助离散的两点式调节（Band-Band 控制）产生PWM 信号，直接对变流器的开关状态进行最佳控制，

在维持转子磁链为圆形轨迹的同时，获得转矩的高动态性能。

直接转矩控制省掉了复杂的矢量变换，控制结构简单，且不明显依赖转子参数，故对转子参数的变化具有鲁棒性。同时，该控制系统的转矩响应迅速，是一种具有高动态性能的交流调速方法。然而，直接转矩控制是一种Band-Band 控制，会导致转矩和定转子电流的脉动。

图9双馈电机定子磁场定向矢量控制结构图

图10双馈电机定子电压定向矢量控制结构图

7、电网电压定向控制的基本原理

1电网电压定向控制一般采用电压外环、电流内环的双闭环结构，电流方向以电网电压空间矢量的方向为基准。电网电压定向控制系统能否实现较好的稳态性能和快速的动态响应，很大程度上依赖于电流内环的设计。在同步旋转坐标系下设计电流内环，各交流分量均转换为直流量，便于闭环PI调节器的设计，同时可以很方便的与正弦脉宽调制或空间矢量脉宽调制方式接口，利于电网侧滤波参数的设计，是目前应用最广泛的电网侧变流器的控制策略，以下文将对电网电压定向矢量控制进行详细分析。

图11同步旋转坐标系下电压定向控制框图

8、低电压时双馈电机系统的响应特性分析

目前，变速恒频风力发电系统，尤其是双馈型风力发电系统在应对电网电压跌落等故障能力方面存在很大的困难。本节将针对电网电压跌落及恢复时双馈风力发电系统的响应特性进行详细的分析，以便为后面对其低电压穿越控制方案的设计奠定基础。

在双馈型风力发电系统中，由于双馈电机的定子直接与电网相连接，因此在电网电压跌落时会导致其定子端电压跌落，由于定子磁链不能突变，导致定子磁链中含有直流成分，不对称电网电压跌落还会含有负序成分。由于双馈风力发电系统中的双馈电机的并网运行转速通常比较高，这一较高的转速相对于定子磁链中的直流成分和负序成分而言，均具有较大的转差率，从而在双馈电机转子电路中感生出较大的转子电压和转子电流。转子电路中较高的暂态电流量和电压量对转子变流器中半导体器件的安全运行构成了威胁，严重时会导致转子侧变流器保护电路动作甚至烧坏变流器[29]。

在电网电压跌落的过渡过程中，电网侧变流器传输功率的能力受到限制，因而其对直流侧电压的控制性能降低。因此，在电网电压跌落的动态过程中可能会引起背靠背变流器直流侧电压的升高，这也严重威胁到变流器半导体器件的安全运行。

在电网跌落的过渡过程中，尤其发生不对称跌落的过程中，会致使双馈电机的电磁转矩出现脉动，由于风轮机的惯性较大，这种脉动会给双馈型风力发电机、齿轮箱等机械部件造成冲击，从而影响风机的有效运行寿命。

在电网电压快速恢复过程中也存在类似的暂态过程，同样会对风电系统可靠运行产生严重的影响。为此必须采取一定的措施，对双馈电机系统进行控制，以使其具有较强的低电压穿越能力。

9、低电压穿越控制方案

基于转子Crowbar的LVRT控制方案是较早用于对双馈型风力发电机转子变流器保护的一项控制技术，可以分为无源Crowbar和有源Crowbar两大类。在风力发电尚未形成规模时，风力发电系统应用Crowbar技术主要进行自我保护，所采用的Crowbar多为被动式Crowbar，即所谓的无源Crowbar。随着风力发电装机容量的不断增大，在一些国家和地区风力发电已占有相当大的容量，并且未来将会有更多的风电场投入运行。为此电力系统开始对风力发电提出了新的要求，自2003年德国E.ON公司首次对风力发电提出并网要求以来，传统风机的无源Crowbar保护电路不再满足电力系统对风力发电提出的新要求。为了满足电力系统对风力发电的进一步要求，需要Crowbar电路动作后能在适当的时候断开，从而使得在风机在不脱离电网的情况下转子变流器可以重新工作，于是出现了新型的可以切断转子回路的主动式Crowbar保护电路，即所谓的有源Crowbar。

1.无源Crowbar:

图12无源Crowbar保护电路

图12是由二极管整流桥和晶闸管构成的常用无源Crowbar保护电路，当直流侧电压达到保护值时，通过触发晶闸管导通实现对转子绕组的短路，同时断开转子绕组与转子侧变流

器的连接以实现对转子侧变流器的保护功能。而保护电路与转子绕组一直保持连接，直到定子接触器将定子侧与电网断开且等转子电流衰减为零后，晶闸管恢复到阻断状态，待条件允许时双馈电机重新执行并网操作。显然，基于晶闸管的被动式撬棒完全是一种自我保护形式的Crowbar，因此，不能对故障状态下的电网电压提供支撑，并且在电网故障切除后也不能马上对电网提供能量。

无源Crowbar保护电路控制简单，能够在电网电压跌落时保护转子侧变流器。但是晶闸管不能自行关断，因此故障时电机必须解列；当故障消除后，系统不能自动恢复正常，必须重新并网。此电路都是被动式保护，难以适应新的电网规则要求，因此要选用主动Crowbar 保护电路。

1.有源Crowbar:

为了满足电力系统对风力发电的进一步要求，需要Crowbar电路动作后能在适当时刻断开，从而使得在风机在不脱网的情况下转子变流器可以重新开始工作，于是出现了新型的可以在适当时刻切断保护电路的有源Crowbar。在有源Crowbar保护电路中可采用能够换流的SCR、GTO、IGBT等可关断器件。常用的两种典型有源Crowbar保护电路应用结构如图4.2所示。图4.2(a)是在二极管整流桥后采用IGBT和电阻构成的斩波器，这种保护电路使转子侧变流器在电网故障时可以与转子保持连接，当故障消除后通过切除保护电路，使风电系统快速恢复正常运行，因而具有更大的灵活性。图13(b)是采用三相交流开关（常用SCR）和旁路电阻构成的保护电路，故障期间为转子侧可能出现的大电流提供通路。采用这种电路，当电网电压跌落发生及恢复时，转子侧变流器可以与转子保持连接，当故障消除后，切除旁路电阻使系统快速恢复正常运行。其中Crowbar电阻的取值比较关键，既要避免变流器直流侧过压，又要有效抑制转子侧过电流，其取值大小将在下一小节中介绍。

（a）二极管整流桥+IGBT+电阻(b)三相交流开关+旁路电阻

图13、有源Crowbar保护电路

其实这两种拓扑的实质是一样的，都属于有源Crowbar，都可以适应新的电网规则

要求，使风力发电机在故障不严重时保持不脱网运行。由于晶闸管的成本较低且它对过

电流的承受能力比较大，所以实验中采用三相晶闸管和旁路电阻组成的保护电路，详细

的实验方案设计将在下一节具体说明。

1010、、有源Crowbar的参数设计

对于三相晶闸管和Crowbar电阻组成的有源Crowbar保护电路方案，我们必须从实际系统的性能、可靠性及成本等方面考虑，对系统中的关键参数进行仔细的分析，确定最终的实验方案。以下将分别对撬棒电阻、晶闸管及控制参数的选择进行分析。

1.Crowbar电阻R的选择：

Crowbar电阻R的阻值的选取较为重要，阻值过小不能起到限制转子电流的作用，阻值

过大又会在转子侧变流器的出线端形成过电压，进而使直流侧过压，威胁到转子变流器的耐压安全。

当有源Crowbar 开始工作时，双馈电机基本等同于感应电机。文献[30]给出了双馈电机最大短路电流计算公式，其与Crowbar

电阻的关系如下

1max i ≈（4-14）

设转子允许的最大电压为U 2max

，Crowbar

电阻的最大值为

2max 1

cb R <（4-15）

2.晶闸管SCR 的选择：

对于晶闸管的选择要考虑其额定电压、额定电流、过电流能力、du/dt 及di/dt 等参数，还要考虑其类型、尺寸、价格等因素。同时，晶闸管的选择与撬棒电阻有很重要的关系，4.5.2节将给出晶闸管的电流及电压波形，通过波形可以为晶闸管的选择提供依据。

3.控制参数的选择：

在对有源Crowbar 保护电路进行控制时，必须弄清楚其被触发和禁止的逻辑关系：当电网电压跌落时，首先监视双馈电机系统的转子侧电流，时，立刻封锁转子侧变流器的脉冲，以防止转子变流器因过电流而损坏；同时监视双馈电机系统的直流母线电压，若直流母线电压超出其设定的上限值，触发转子Crowbar 保护电路动作，短路双馈电机的转子电路。在Crowbar 保护电路被触发动作后，一方面继续监视双馈电机转子侧电流和直流母线电压，一旦转子侧电流和直流母线电压都低于其设定的下限值，并且维持一段时间，则可关断Crowbar 保护电路，重新恢复对转子侧变流器的控制。在电网电压恢复时同样的按上述逻辑进行控制。

同时，在电网电压跌落时还必须考虑变流器对电网无功功率补偿的控制策略。DFIG 应对电网故障的无功功率支持既可以采用转子侧变流器，又可以电网侧变流器对无功功率进行补偿。首先考虑转子侧变流器具有对双馈电机进行控制能力时的情况，在电网电压跌落较轻微时转子变流器仍持续工作，考虑到双馈电机的设计特点，相比于通过网侧变流器对电网进行无功补偿而言，用双馈电机转子侧变流器对电网进行无功补偿，进而对电网电压实施控制较为有利。目前，对于双馈电机的无功功率进行控制的方案，概括起来可以分为三类:无功功率指令性控制、双馈电机定子侧功率因数控制和定子电压控制。当电网电压跌落深度较大转子侧变流器不工作时，可以采用网侧变流器进行无功功率的控制；同时在暂态过程结束后电机重新工作时，转子侧变流器也可以进行无功功率补偿以利于电网恢复。

电网电压对称跌落到15%15%时

时：在双馈型风力发电仿真系统中，电机侧变流器采用定子电压定向矢量控制策略，电网侧变流器采用电网电压定向矢量控制策略，双馈电机工作在额定状态下且定子侧及电网侧功率因数均为1。三相电网电压在0.5s 时刻跌落到其额定值的15%，1.125s 时刻恢复，此动态过程中系统的主要变量波形图如图14所示。

u A B C (V )

4i A B C (A )（a）定子电压波形

（b）定子电流波形i a b c (A

)U d c (V )(c)转子电流波形

（d）直流电压波形6P s ,Q s （e）定子有功及无功功率波形

图14电网电压对称跌落到15%时的主要变量波形

风力发电机并网逆变器

并网逆变器：是光伏发电站和并网风力发电站的核心设备。为保证发电站的稳定运行，对并网逆变器的可靠性提出了很高的要求，由于光伏和风力发电的坏境恶劣，提供的直流电源稳定性很差，这就更进一步要求并网逆变器的保护功能完善，抗各种冲击能力强。 OUYAD并网逆变器是欧亚玛公司自行研发的全单片机控制的具备全球巅峰技术的新一代智能型并网逆变器。自投产一年以来，已大量出口到瑞典，英国，德国。（主要是1KW，2KW，3KW，5KW，15KW，25KW，60KW）到目前为止还是零故障率。 OUYAD并网逆变器具备如下特性： 1.由单片机控制，产品稳定性得到保证。 2.逆变器并网输出，跟踪电网达到毫秒级，同电网完全同步。 3.逆变器检测电网在三秒内电网正常时，逆变器才开始并网工作。保证了逆变器不会因电网频繁波动而损坏。 4.逆变器并网工作时当电网出现中断，或过高，过低时，逆变器会在≤10ms内自动锁机。 5.具备输出短路，过载等保护功能。 6.输出功率恒定。（DC电压正常时） 7.当风力发电风力不足，或光伏发电太阳能不足时，具体表现在DC电压下降，并网逆变器会随之减小输出功率。当DC过低达到逆变器DC保护点时，逆变器会自动锁机停止工作，当DC恢复时，逆变器又自动开始工作，并网输出。 8.当风力发电风力过大（如台风），或光伏发电太阳光照强度过大时，具体表现在DC过压时，逆变器会自动保护锁机。当DC恢复正常时，逆变器又自动恢复工作并网输出。 9.通讯接口：RS232，RS485，USB 接口。（可选） 10.DCtoAC高转换效率，可达90---96% 型号说明：NB-S6KW1 NB：表示并网型逆变器

NBT31021 2012风力发电企业科技文件归档与整理规范

《风力发电企业科技文件归档与整理规范》 NB/T 31021-2012 1 范围本标准规定了风力发电企业科技文件归档与整的技术要求。本标准适用于风力发电企业科技文件的归档与整理。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件、 GB/T 11821 照片档案管理规范 GB/T 11822 科学技术档案卷构成的一般要求 GB/T 18894 电子文件归档与管理规范 DA/T 28 国家重大建设项目文件归档要求与档案整理规范 DA/T 38 电子文件归档光盘技术要求和应用规范 DA/T 42 企业档案工作规范 DL/T 5191 风力发电场项目建设工程验收规程 3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。 3.1 科学技术文件 scientific and technological records 记录和反映企业科学研究、生产运营、项目建设活动和设备仪器检修维护等活动中形成的文字、图表、声像等不同形式文件的总称，简称科技文件。 3.2 科学技术档案 scientific and technological archives 国家机构、社会组织以及个人从事各项社会活动形成的，对国家、社会、本单位和个人具有保存价值的，应归档保存的科技文件，简称科技档案。 3.3 文件归档 filing lf document 风力发电企业在生产运营、科学研究、项目建设和设备仪器检修维护工作完成后，各职能部门及有关单位具有保存价值的文件经系统整交档案部门保存的过程。 3.4 整理 archives arrangement 按照一定原则对档案实体进行系统分类、组合、排列、编号和基本编日，使之有序化的过程。3.5 分类 classification 根据档案的来源、形成时间、内容、形成等特征对档案实体进行有层次的分类。 3.6 档案移交 transfer of records 企业各职能部门及有关单位将整理完毕的档案，经部门负责人及有关质量监管单位审核后，按程序交给档案部门归档保存的过程。 4 总则 4.1 风力发电企业各职能部门以及有关单位应按照国家、行业有关档案管理要求，将其在生产运营、科学研究，项目建设和设备仪器检修维护工作中形成的科技文件收集、整理后移交档案部门归档。 4.2 风力发电企业应按DA/TA 42的规定制定相应的档案管理制度和业务规范，对各职能部门以及有关单位科技文件的归档与整理工作进行检查与指导。 4.3 风力发电企业科技文件归档与整理工作应有归口管理部门并有专人负责。 4.4 风力发电企业科技文件形成部门以及有关单位应对科技文件的质量负责，符合文件归档要求。 5 科技文件归档要求 5.1 归档职责

风电变流器简介

风电变流器简介快速浮点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”；在发电机的转子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，核心控制采用具有防尘、防盐雾等运行要求。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、和最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率的IGBT功率QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理器件，保证良好的输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波制，是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。变流器工作原理框图如下所示：统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控能质量。这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系含量少等优点，可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电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。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本文将针对市场上主流的双馈型风电变流器进行简介。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的转子进行励磁，使得双馈发电机关，目前已实现规模化的生产。 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风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，我国变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要风能资源丰富，近几年来国家政策也大力扶持风电产业。我公司自求扩展），用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器及风进行有功和无功的独立解耦控制。机和电网造成的不利影响。变流器提供多种通信接口，如Profibus, CANopen等（可根据用户要场远程监控系统的集成控制。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转子侧逆变器、直流母线单元、电网侧整流器。原理图如下：控制器、监控界面等部件。变流器主回路系统包含如下几个基本单元： 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。包括定子并网开关、整流模块、逆变模块、输入/输出滤波器、有源Crowbar电路、功率柜主要由功率模块、有源Crowbar等构成。功率柜：主要负责转子滑差能量的传递。并网柜：主要用于变流器与发电机系统和电网连接控制、一些控制信控制柜主要由主控箱、PLC、滤波器、电源模块等组成。并网柜主要由断路器、接触器、信号采集元件、UPS、加热器、信号变流器控制结构框图如下：接口部分等构成。号的采集以及二次回路的配置。上述各功能分配到控制柜、功率柜、并网柜中：约了机舱空间，柜中还可提供现场调试的220V电源。成有并网控制系统，用户无须再配置并网柜，提高了系统集成度，节制指令,控制变流器的运行状态控制系统由高速数字信号处理器（DSP）、人机操作界面和可编程逻配电系统由并网接触器、主断路器、继电器、变压器等组成，自身集辑控制器（PLC）共同构成。整个控制系统配备不间断电源（UPS），控制柜：控制柜主要对采集回的各种模拟数字信号进行分析,发出控便于电压跌落时系统具有不间断运行能力。成功满发，截止目前运行状态稳定。附：北京清能华福风电技术有限公司简介目前在赤峰、大安等风场正陆续进行变流器吊装施工。限公司自主研发的1.5MW风电变流器在国电联合动力技术有限公司北京清能华福风电技术有限公司成立于2006年7月，由“国内高压变求。 2009年12月28日经过2天的现场调试，北京清能华福风电技术有及其现场调试所相关技术人员的支持下，已于哲里根图风场全部并网公司坐落于中关村科技园，依托清华大学电力系统国家重点实验室的厚的资金、科研、市场、服务实力，为国家大力鼓励、扶持的风力发电事业，提供其拥有自主知识产权的核心装备——兆瓦级风力发电机变流器及其电控系统。一流技术以及利德华福专业化、规模化、现代化的生产厂房，凭借雄以达到满功率发电和连续运行的要求，系统品质达到了风场应用的要资控股，是专门从事开发、制造风电变流器与控制系统产品的高新技术企业。频器领域最具影响力的企业”——北京利德华福电气技术有限公司投3月至今，在河北建设投资公司和东方汽轮机有限公司的支QHVERT-DFIG型风电变流器具有以下一些特点：优异的控制性能完备的保护功能少发电机损耗，提高运行效率，提升风能利用率。风速范围内的变速恒频发电，改善风机效率和传输链的工作状况，减型风电变流器技术特征型风电变流器可以优化风力发电系统的运行，实现宽良好的电网适应能力具备高可靠性，适应高低温、高海拔等恶劣地区运行变流器在河北海兴风电场成功并网发电，通过240小时验收，目前已无故障连续运行8000多小时。成功经历了夏季高温、冬季降雪后的持下，北京清能华福风电技术有限公司自主研发生产的1.5MW风电QHVERT-DFIG型风电变流器最新动态模块化设计，组合式结构，安装维护便捷 2丰富的备品备件；专业、快速的技术服务低温、海边盐雾等运行环境的考验，事实证明了：清能华福变流器可

风力发电机标准IEC中文版

IEC61400-1第三版本2005-08 风机-第一分项：设计要求 1.术语和定义 1.1声的基准风速acoustic reference wind speed 标准状态下（指在10m高处，粗糙长度等于0.05m时），8m/s的风速。它为计算风力发电机组视在声功率级提供统一的根据。注：测声参考风速以m/s表示。 1.2年平均annual average 数量和持续时间足够充分的一组测试数据的平均值，用来估计均值大小。用于估计年平均的测试时间跨度应是一整年，以便消除如季节性等非稳定因素对均值的影响。 V annual average wind speed 1.3年平均风速 ave 基于年平均定义的平均风速。 1.4年发电量annual energy production 利用功率曲线和在轮毂高度处不同风速频率分布估算得到的一台风力发电机组一年时间内生产的全部电能。假设利用率为100%。 1.5视在声功率级apparent sound power level 在测声参考风速下，被测风力机风轮中心向下风向传播的大小为1pW点辐射源的A—计权声级功率级。注：视在声功率级通常以分贝表示。 1.6自动重合闸周期auto-reclosing cycle 电路发生故障后，断路器跳闸，在自动控制的作用下，断路器自动合闸，线路重新连接到电路。这过程在约0.01秒到几秒钟内即可完成。 1.7可利用率（风机）availability 在某一期间内，除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的小时数与这一期间内总小时数的比值，用百分比表示。 1.8锁定（风机）blocking 利用机械销或其它装置，而不是通常的机械制动盘，防止风轮轴或偏航机构运动，一旦锁定发生后，就不能被意外释放。 1.9制动器（风机）brake 指用于转轴的减速或者停止转轴运转的装置。注：刹车装置利用气动，机械或电动原理来控制。 1.10严重故障（风机）catastrophic failure 零件或部件严重损坏，导致主要功能丧失，安全受到威胁。 1.11特征值characteristic value 在给定概率下不能达到的值（如超越概率，超越概率指出现的值大于或等于给定值的概率）。

中国风电变流器市场分析

中国风电变流器市场分析 https://www.wendangku.net/doc/e717149677.html, 2009-6-15 共有346人次浏览文字大小：[ 大中小] 收藏本页一、2008年国内风电装机情况 2005年开始我国风电行业开始进入快速发展阶段，连续3 年累计装机增速超过100%。08 年我国新增风电机组5130 多台，单机平均装机功率已经超过1MW，累计风电机组已经达到了11600 多台，累计装机容量已经达到12210MW，超过印度成为亚洲累计风电装机容量最大的国家。目前我国风场主要分布在24 个省（市、区），比2007 增加了重庆、江西和云南等三个省市，内蒙古、辽宁、河北和吉林等四个风能资源较为丰富的省区目前累计装机均已超过 100 万kW。图表我国风电累计装机容量连续3 年翻番资料来源：世界风能协会从目前全球各国的风电装机发展趋势来看，中国和美国已经成为未来推动全球风电发展的主要推动力。我国08 年累计装机容量排名全球第四，而新增装机容量则位于全球第二，仅次于美国。

图表 2008 年全球装机情况统计资料来源：世界风能协会二、风力发电变流器市场发展现状风力发电机组的技术发展很大程度上得益于变速恒频的应用，变速恒频已经成为目前兆瓦级以上风力发电机组的主流技术。所谓变速恒频，就是通过调速控制，使风力发电机组风轮转速能够跟随风速的变化，最大限度地提高风能的利用效率并有效降低载荷，同时风轮及其所驱动的电机转速变化时，保证输出的电能频率始终与电网一致。机组的调速控制可以通过机械或电气控制等不同的途径来实现，但是目前最为成熟，也是应用范围最为广泛和最具发展前景的技术是利用变流器的技术方案。变流技术的应用不仅有利于机组提高效率，同时对机组的并网和对电网的安全稳定运行起到了良好作用。变流器在变速恒频型风电装置中应用的主流的技术方案目前主要有双馈型和直驱型两种，属于风力发电机组大型核心部件之一，其发展道路体现了国内自动化技术在风电领域的发展轨迹。 1、风电变流器市场需求情况风电变流器是风电整机的核心零部件，从目前的实际安装情况看，国内的兆瓦级风电变流器多数为进口，其单个售价在90万元左右。我国风场每千瓦投资成本大概在9000-10000 元之间，其中70%-75%投资于风机设备（含塔架），变流器在风电整机成本中占10%的比例。按照变流器在风电投资中的比例进行测算，2008年国内风力发电变流器的市场需求额约为30亿元。 2、国内生产情况由于同众多工业自动化涉及的领域一样，风电领域的自动化关键技术甚至产品始终为国外企业所掌控，而国内工业自动化厂家也不愿将巨大利润拱手相让，技术追赶的脚步也越来越快。由于风力发电整体技术起步比较晚，所以现今我国风电场应用的风电变流

兆瓦级风力发电变流器

兆瓦级风力发电变流器风力发电，是面向未来最清洁能源之一。PowerWinvert系列兆瓦级风力发电变流器，是为风力发电机与电网之间建立的桥梁和纽带，它是一种将多变的风力电能变换成稳定的电能馈入电网的技术。 PowerWinvert系列兆瓦级风力发电变流器，采用多重化ＰＷＭ技术，通过多重叠加将多台变流单元并联，形成不同功率等级的变流器。它不仅具有输出波形近似正弦的特点，而且具备一定的冗余能力，单台故障单台退出，不影响其它变流单元正常工作。哈尔滨九洲电气股份有限公司应用现代电力电子技术、电力并网技术以及计算机控制技术等科研成果，依据市场需求而研制开发的这一高效型风电产品，采用先进、独特的桥式逆变技术、优秀的光纤传送技术、ＩＧＢＴ过流处理技术、完善的过电压保护技术、波形连续变换技术以及远程通讯控制技术等，汇集了国外同类产品的优点，是满足当今风电机组、电网输变电要求的新一代风电变流产品。九洲电气，自一九九七年成立以来，一直从事现代电力电子并网技术的研究，目前已经建成了全国最大的并网变流器试验站，可以对风电系统中的变流器进行模拟试验和测试，并网功率可达5兆瓦。PowerWinvert系列兆瓦级风力发电变流器，采用专门的变流器生产技术和生产工艺，可满足风电系统对变流器高可靠性、高环境适应性和无人值守的苛刻要求。分类及原理九洲电气研制的PowerWinvert系列风力发电变流器，专为变速恒频风力发电系统设计，主要分为PowerWinvert–A型、PowerWinvert–B 型和PowerWinvert–Ｃ型。 PowerWinvert-A型为二极管整流直驱用型采用二极管整流、ＢＯＯＳＴ升压及ＰＷＭ逆变方式，电压等级４００Ｖ、６９０Ｖ，功率从７５０ｋＷ到３ＭＷ。产品用途用于无齿轮箱的直驱或带齿轮箱的半直驱式的永磁同步风力发电系统全功率变换。基本原理电机侧采用二极管整流＋ＢＯＯＳＴ升压电路，实现ＡＣ／ＤＣ稳压及升压变换，形成１２００ＶＤＣ的直流电压源，再经ＰＷＭ逆变变流单元变换成稳定电压和频率的三相交流电，输送到电网。变流单元采用多重化ＰＷＭ技术，输出波形近似正弦，具有谐波小，效率高的特点。 PowerWinvert-Ｂ型为双PWM直驱用型

风电工程专用标准清单

2.风电工程专用标准 2.1 风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准 FD001—2007 2.2 风电场工程等级划分及安全标准（试行） FD002—2007 2.3 风电机组地基基础设计规定（试行） FD003—2007 2.4 风电场工程概算定额 FD004—2007 2.5 风力发电厂设计技术规范 DL/T 5383—2007 2.6 风力发电工程施工组织设计规范 DL/T 5384—2007 2.7 风力发电场项目建设工程验收规程 DL /T 5191—2004 2.8 风力发电机组验收规范 GB/T 20319—2006 2.9风力发电场运行规程 DL/T 666-2012 2.10风力发电场安全规程 DL 796-2012 2.11风力发电场检修规程 DL/T 797-2012 2.12风力发电场项目可行性研究报告编制规程 DL/T 5067-1996 2.13风力发电机组设计要求GB/T18451.1 2.15风电场风能资源测量方法 GB/T 18709-2002 2.16风电场风能资源评估方法 GB/T 18710-2002 2.17风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19568-2004 2.18风电场场址工程地质勘察技术规定发改能源[2003]1403号 2.19风电特许权项目前期工作管理办法发改能源[2003]1403号 2.20风电场工程前期工作管理暂行办法发改办能源[2005]899号 2.21风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法发改能源[2005]1511号 2.22风电工程安全设施竣工验收办法水电规办[2008]001号 2.23风力发电机组第1部分：通用技术条件 GB/T 19960.1-2005 2.24风力发电机组第2部分：通用试验方法 GB/T 19960.2-2005 2.25风力发电机组电能质量测量和评估方法 GB/T 20320-2014 2.26风力发电机组异步发电机第1部分：技术条件 GB/T 19071.1-2003 2.27风力发电机组异步发电机第2部分：试验方法 GB/T 19071.2-2003 2.28风力发电机组塔架 GB/T 19072-2010 2.29风力发电机组功率特性试验 GB/T 18451.2-2012 2.30风力发电机组电工术语 GB/T 2900.53-2001 2.31风力发电机组控制器技术条件 GB/T 19069-2003 2.32风力发电机组控制器试验方法 GB/T 19070-2003 2.33风力发电机组齿轮箱 GB/T 19073-2008 2.34风力发电机组风轮叶片 JB/T 10194-2000

风电标准大全

风电标准大全电工术语发电、输电及配电通用术语电工术语风力发电机组风力发电机组型式与基本参数离网型风力发电机组用发电机第1部分：技术条件离网型风力发电机组用发电机第2部分：试验方法风力机设计通用要求小型风力发电机组安全要求风力发电机组安全要求风力发电机组功率特性试验风电场风能资源测量方法风电场风能资源评估方法离网型风力发电机组第 1部分:技术条件离网型风力发电机组第 2部分：试验方法离网型风力发电机组第 3部分:风洞试验方法风力发电机组控制器技术条件风力发电机组控制器试验方法风力发电机组异步发电机第1部分:技术条件风力发电机组异步发电机第2部分：试验方法风力发电机组塔架风力发电机组齿轮箱离网型户用风光互补发电系统第1部分:技术条件离网型户用风光互补发电系统第2部分：试验方法风力发电机组装配和安装规范风力发电机组第1部分：通用技术条件风力发电机组第2部分：通用试验方法风电场接入电力系统技术规定风力发电机组验收规范 GB/T 2900.50-1998 GB/T 2900.53-2001 GB/T 8116-87 GB/T 10760.1-2003 GB/T 10760.2-2003 GB/T 13981-1992 GB 17646-1998 GB 18451.1-2001 GB/T 18451.2-2003 GB/T 18709-2002 GB/T 18710-2002 GB/T 19068.1-2003 GB/T 19068.2-2003 GB/T 19068.3-2003 GB/T 19069-2003 GB/T 19070-2003 GB/T 19071.1-2003 GB/T 19071.2-2003 GB/T 19072-2003 GB/T 19073-2003 GB/T 19115.1-2003 GB/T 19115.2-2003 GB/T 19568-2004 GB/T 19960.1-2005 GB/T 19960.2-2005 GB/Z 19963-2005 GB/T 20319-2006 GB/T 20320-2006

风电变流器项目申报材料

风电变流器项目申报材料规划设计/投资方案/产业运营

摘要说明— 目前，风电作为应用最广泛和发展最快的新能源发电技术，已在全球范围内实现规模化应用。在风力发电设备中，风电变流器是风力发电机组不可缺少的能量变换单元，是风电机组的关键部件之一。风电变流器的行业规模一般以风电机组装机容量衡量。该风电变流器项目计划总投资14381.39万元，其中：固定资产投资11092.81万元，占项目总投资的77.13%；流动资金3288.58万元，占项目总投资的22.87%。达产年营业收入26846.00万元，总成本费用21187.27万元，税金及附加244.59万元，利润总额5658.73万元，利税总额6683.83万元，税后净利润4244.05万元，达产年纳税总额2439.78万元；达产年投资利润率39.35%，投资利税率46.48%，投资回报率29.51%，全部投资回收期4.89年，提供就业职位419个。报告内容：项目总论、投资背景及必要性分析、市场调研预测、产品规划、项目建设地研究、项目土建工程、工艺先进性分析、项目环保研究、职业保护、风险评价分析、项目节能分析、项目实施计划、项目投资计划方案、经济效益评估、综合评价结论等。规划设计/投资分析/产业运营

风电变流器项目申报材料目录第一章项目总论第二章投资背景及必要性分析第三章产品规划第四章项目建设地研究第五章项目土建工程第六章工艺先进性分析第七章项目环保研究第八章职业保护第九章风险评价分析第十章项目节能分析第十一章项目实施计划第十二章项目投资计划方案第十三章经济效益评估第十四章招标方案第十五章综合评价结论

风电相关国家标准整理

国家相关标准风力发电机组功率特性测试主要依照IEC61400-12-1:2005风电机组功率特性测试是目前唯一一个正式版本电流互感器级别应满足IEC 60044-1 电压互感器级别应满足IEC 60186 功率变送器准确度应满足GB/T 13850-1998要求，级别为0.5级或更高 IEC 61400-12-1 功率曲线 IEC 61400-12-1 带有场地标定的功率曲线 IEC 61400-12-2 机舱功率曲线 IEC 61400-12 新旧版本区别对于垂直轴风电机组，气象桅杆的位置不同改变了周围区域的环境要求改变了障碍物和临近风电机组影响的估算方法使用具有余弦相应的风速计根据场地条件将风速计分为A、B、S三个等级根据高风速切入和并网信号可以得到两条功率曲线风速计校准要符合MEASNET规定风速计需要分级电网频率偏差不超过2HZ 场地标定只能通过测量，不能用数值模拟场地标定的每一扇区分段至少为10° 可以同步校准风速计改进了对风速计安装的描述通过计算确定横杆长度增加针对小型风机的额外章节 MEASNET标准和旧版IEC61400-12标准区别使用全部可用的测量扇区，否则在报告中说明不允许使用数值场地标定场地标定更详细的描述，包括不确定度分析只允许将风速计置于顶部风速计的校准必须符合MEASNET准则不使用AEP不完整标准轮毂高度、风轮直径、桨角只能通过测量来判定，不能按照制造商提供的判定报告中必须提供全方位的照片 IEC61400-12-1：Power performance measurement for electricity producing wind turbine(2005)风电机组功率特性测试可选择：场地标定 IEC61400-12-2：Power curve verification of individual wind turbine,单台风电机组功率曲线验证（未完成）

(完整版)风力发电场安全规程DLT796-2012

风机发电场安全规程 1 范围本标准规定了风力发电场人员、环境、安全作业的基本要求，风力发电机组安装、调试、检修和维护的安全要求，以及风力发电机组应急处理的相关安全要求。本标准适用于陆上并网型风力发电场。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用时必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡不是注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 2894 安全标志及其使用导则 GB/T 2900.53 电工术语风力发电机组 GB/T6096安全带测试方法 GB 7000.1 灯具第一部分：一般要求与试验 GB 18451.1 风力发电机组设计要求 GB19155 高处作业吊篮 GB/T20319 风力发电机组验收规范 GB 26164.1电业安全工作规程第一部分：热力和机械 GB 26859电力安全工作规程电力线路部分 GB 26860 电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分

GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50140建筑灭火器配置设计规范 GB 50303建筑电气工程施工质量验收规范 DL/T 572 电力变压器运行规程 DL/T 574 变压器分接开关运行维修导则 DL/T 587 微机继电保护装置运行管理规程 DL/T 741 架空输电线路运行规程 DL/T 969 变电站运行导则 DL/T 5284 履带起重机安全操作规程 DL/T 5250 汽车起重机安全操作规程 JGJ 46 施工现场临时用电安全技术规范 3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准 3.1 风电场输变电设备风电场升压站电气设备、集电线路、风力发电机组升压变等。3.2 坠落悬挂安全带高出作业或登高人员发生坠落时，将坠落人员安全悬挂的安全带。 3.3

风电变流器简介

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

风力发电机组ABB变流器并网开关MCB改造

风力发电机组ABB变流器并网开关MCB改造发表时间：2018-01-10T10:16:10.337Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：杨志旗 [导读] 摘要：在风力发电系统中，风电机组的变流器形式有许多种，形式不同，性能不同，运行维护量大小也不同。（国电电力宁夏新能源开发有限公司宁夏银川 75000）摘要：在风力发电系统中，风电机组的变流器形式有许多种，形式不同，性能不同，运行维护量大小也不同。目前，风电机组的变流器大概外资品牌和民族品牌之分，外资品牌主要有维斯塔斯、歌美飒、GE风能、瑞其能、埃纳康、苏斯兰、西门子等；民族品牌主要有金风科技、联合动力、华锐风电、明阳风电、湘电风能、上海电气、远景能源、东汽风电、海装风电、南车风电、运达风电、华创风能、许继风电、华仪风能等多种形式。关键词：风电机组，变流器，开关，接触器等 1.情况介绍： XX风电场装机容量为148.5MW,安装了99台1500kw的风机，风机采用联合动力UP-82 1500kw的机型，其中三种型号，有ABB变流器31台、日立变流器66台、龙源变流器2台。 2.改造前运行方式： 2.1改造背景 SACE断路器的电气寿命为10000次，目前风机年平均并网/脱网次数在3000次左右，SACE断路器在使用一段时间后如果维护不及时可能会导致一些其他故障。而接触器的电气寿命为5万次，机械寿命50万次，分合频率1次/min，常规条件下每6年检查主触头。 2.2改造目的在没有接触器时，断路器每次并网/脱网时都要动作，每次分段时间为100ms。改造后接触器每次并网/脱网时动作，正常情况断路器不动作，分段时间为35-55ms。ABB一、二代变频器加装定子接触器的升级改造。该改造将有利于降低故障，提升设备可靠性，并延长设备寿命。加装定子接触器，通过接触器开断正常工作电流，有效降低MCB开关动作次数，提高MCB的安全性,保证机组安全稳定运行。 2.3改造方式硬件方面：增加接触器，对一些相关部件的布局进行调整；改变逻辑，增加接触器，改变接线方式。软件方面：ISU,软件更新为IWXR7330，INU软件更新为AJXC2350。 2.4 ABB变频器MCB改造安全注意事项 2.4.1对ABB的改造材料进行仔细检查(根据ABB改造作业指导书中的材料表对照)，查看改造材料是否齐全，以免造成改造工作因材料不全而中断，造成风机超长停机，给业主造成发电损失。 2.4.2仔细准备好工具，特别是专用工具的准备，如加长杆、万向转接头、兆欧表等，以免因工具的不合适，给设备改造造成重大质量隐患。开始作业前，必须到办理停电工作票，实行工作票办理与终结制度，停电、验电、确保无人再送电能严格执行。 2.4.3进入现场的所有人员必须戴好安全帽，防止工作中从塔底平台上跌落及风机高空落物、磕碰造成伤害。 2.4.4在改造工作中，所有人员必须戴手套，防止手部刮伤。 2.4.5按照顺序，先将风机停机，将塔底柜上的维护按钮打在维护状态，并将维护钥匙拔出；断开塔底柜400V、690V电源；将塔底柜内的所有开关拉开（包括24V电源）。 2.4.6先断开箱变低压侧690V电源，再断开箱变高压侧（35KV、10KV、6KV）电源，在箱变侧挂好“禁止合闸，线路有人工作！”警示牌。 2.4.7断开ABB变频器上的所有开关（变频器柜门上的所有操作手柄；柜内部的断路器F5、F8、F9）、F2瓷插保险(200A)，防止做完工耐压试验、上电损坏其他柜内元器件。 2.4.8断开风机UPS电源（低电压穿越）。 2.4.9将变频器上MCB摇出，并用钥匙锁上机械锁，确保网侧690V电源与变频器隔离，防止人员触电；或上电测试时防止MCB断路器与并网接触器同时吸合造成变频器模块单元发生爆炸事故。 2.4.10在动手拆变频器之前，用万用表测量网侧690V的240电缆的对地、相间电压，确认网侧已经停电。 2.4.11断开网侧电源5分钟后，依次拆除变频器柜并网柜体的后侧、塔筒侧的防护盖板，放置在塔筒平台与塔筒壁的空隙处，避免占用改造作业的有限空间。 2.4.12拆除变频器前方的防护罩（并网柜、网侧接线柜、模块直流铜排处），放置在变频器顶部。 2.4.13将拆除盖板、防护罩的固定螺栓用事先准备的盒子收集好，防止丢失或掉落变频器内部引起短路。 2.4.14拆除并网柜内加热器，注意不要拆错上方MCB支架的固定螺栓，以免漏装造成大的设备隐患，并防止加热器电源接线小螺栓掉落造成柜内短路或恢复困难。 2.4.15拆除MCB发电机侧的铜排上的电压互感器、电流互感器控制线、；拆除与此铜排相关连的绝缘子支架横梁（两道）；拆除与MCB相关联的M12螺栓，将相关螺栓收集好。 2.4.16两人将网侧三相铜排抬出，由于铜排较重，注意脚部防砸。 2.4.17将抬出的网侧铜排放置在空旷地方，拆除铜排上的两个电流互感器，防止电流互感器受压、撞击损坏，恢复困难。 2.4.18安装并网接触器下端的铜排时，先紧固每相铜排两端的固定螺栓，在紧固绝缘子上的螺栓，防止绝缘子因操作不当损坏。 2.4.19搬运并网接触器到变频器后方时，要多人配合，防止砸伤。 2.4.20改造时，注意MCB下方铜排定位梁的安装，先固定定位梁，在穿固定螺栓，防止螺栓位置的偏移，造成安装困难，确保安装质量。 2.4.21将并网接触器上装的分别安装并将M12螺栓紧固并打70NM力矩安装改造、验收时，母排的所有螺栓必须全部紧固并打力矩划防松标识，谨防大电流过热烧毁变频器。 2.4.22控制线安装改造，确保接线正确、牢固，谨防并网接触器与MCB同时吸合，造成变频器爆炸事故。

风力发电机组验收标准

国电电力山西新能源开发有限公司风力发电机组验收规范为确保风力发电机组在现场安装调试完成后，综合检验风电机组的安全性、功率特性、电能质量、可利用率和噪声水平，并形成稳定生产能力，制定本验收标准。一、编制依据： 1、风力发电机组验收规范 GB/T20319-2006 2、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300 3、风力发电场项目建设工程验收规程 DL/T5191-2004 4、电气设备交接试验标准GB50150 5、电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169 6、电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171 7、电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254 8、电器安装工程高压电器施工及验收规范GBJ147 9、建筑电气工程施工质量验收规范GB50303 10、风力发电厂运行规程DL/T666 11、电力建设施工及验收技术规程DL/T5007 12、联合动力风电机组技术说明书、使用手册和安装手册

13、风电机组订货合同中的有关技术性能指标要求 14、风力发电机组塔架及其基础设计图纸与有关标准二、验收组织机构风电机组工程调试完成后，建设单位组建验收领导小组，设组长1名、副组长4名、组员若干名，由建设、设计、监理、施工、安装、调试、生产厂家等有关单位负责人及有关专业技术人员组成。三、验收程序 1 现场调试（1）风力发电机组安装工程完成后，设备通电前应符合下列要求：（a）现场清扫整理完毕；（b）机组安装检查结束并经确认（内容见附表1）；（c）机组电气系统的接地装置连接可靠，接地电阻经检测符合机组的设计要求（小于4欧姆）； (d) 测定发电机定子绕组、转子绕组的对地绝缘电阻，符合机组的设计要求； (e) 发电机引出线相序正确，固定牢固，连接紧密； (f) 照明、通讯、安全防护装置齐全。 (2) 机组启动前应进行控制功能和安全保护功能的检查和试验，确认各项控制功能好安全保护动作准确、可靠。

风电系统PWM并网变流器

第二章风电系统PWM并网变流器 2．1直驱风力发电变流系统概述直驱型风力发电机组需要做全功率的变流器变换"其交／直整流既可以采用ＩGBＴPＷＭ整流器,也可以采用二极管不控整流与升压斩波＂后者使用的大功率ＩＧBT开关管少,因而性价比更高"本文研究的MW级风力发电变流系统采用二极管不控整流,升压斩波与两重并网逆变器的功率变换拓扑结构"通过控制升压斩波器的输入电流以控制有功功率,调节无功则通过控制作为电网接口的电压型PWM变流器"系统变流部分拓扑如图2一1所示＂图2一１直驱风力发电变流系统拓扑结构发电机采用多极永磁同步电机＂发．出的交流电的电压幅值与频率随风速的变化而改变"经电容滤波后,六相二极管桥式整流器将幅值与频率变化的交流电变换为直流"不控整流输出的卜直流电压往往

不能达到网侧逆变(ＰＷM变换）对直流侧电压的要求,需要升压斩波器提高直流侧电压＂三相电压型ＰWＭ变流器将直流电逆变为电压幅值和频率恒定的交流电馈入电网＂图2一1所示的网侧逆变器采用特殊的直流侧中点接地的拓扑结构"另外在升压斩波与网侧逆变器中间有制动单元"一旦电网电压跌落,制动单元IGBT导通,电阻消耗能量,从而减小并网电流＂网侧采用ＬCＬ滤波技术可以有效地滤除PＷＭ变换中产生的高频谐波" 系统结构具有以下特点：１.电机采用多极永磁同步结构:实现了电机的低速运转,无齿轮箱:不需励磁,无滑环和电刷;大大减少了系统的机械维护成本" ２.电机与整流桥均采用六相结构,可减小电压脉动并降低对直流侧滤波电容量的要求" 3．升压斩波器和并网逆变器采用并联多重化结构，一方面分担电流;另一方面采用合理的调制模式可以有效地抑制高频谐波" 4.PＷＭ变流器直流侧中点接地使三相电流独立控制,且对多重化结构能抑制环流,同时由于对直流电压中点的箱位降低了对直流母线绝缘性能的要求；而将直流电压分为两个独立变量,在控制上必须增加一个直流电压控制环或直流电压补偿器,加大了控制难度,且由于中线的连接,引入了零序电流＂ 5.斩波器输出之后加入了制动单元"当电网电压突然跌落时,由于风轮机的机械惯性,传递功率不变而使并网电流突增＂此时使制动

风力发电场设计技术规范----DL

风力发电场设计技术规范DL/T 2383-2007 Technical specification of wind power plant design 1. 范围本标准规定了风力发电场设计的基本技术要求。本标准适用于装机容量5MW 及以上风力发电场设计。 2. 规范性引用文件 GB 50059 35~110KV 变电所设计规范 GB 50061 66KV 及以下架空电力线路设计规范 DL/T 5092 110KV~500KV 架空送电线路设计技术规程 DL/T 5218 220KV~500KV 变电所设计技术规程 3. 总则 3.0.1 风力发电场的设计应执行国家的有关政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。 3.0.2 风力发电场的设计应结合工程的中长期发展规划进行，正确处理近期建设与远期发展的关系，考虑后期发展扩建的可能。 3.0.3 风力发电场的设计，必须坚持节约用地的原则。 3.0.4 风力发电场的设计应本着对场区环境保护的，减少对地面植被的破坏。 3.0.5 风力发电场的设计应考虑充分利用声区已有的设施，避免重复建设。 3.0.6 风力发电场的设计应本着“节能降耗”的原则，采用先进技术、先进方法，减少损耗。 3.0.7 风力发电场的设计除应执行本规范外，还应符合现行的国家有关标准和规范的规定。 4. 风力发电场总体布局 4.0.1 风力发电场总体布局依据：可行性研究报告、接入系统方案、土地征占用批准文件、地质勘测报告、环境影响评价报告、水土保持评价报告及国家、地方、行业有关的法律、法规等技术资料、 4.0.2 风力发电场总体布局设计应由以下部分组成： 1.风力发电机组的布置 2.中央监控室及场区建筑物布置 3.升压站布置。 4.场区集电线路布置 5.风力发电机组变电单元布置 6.中央监控通信系统布置 7.场区道路

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