發布時間：2022年5月27日                       作者：德國GMC-I高美測儀（上海電勵士）

多功能電量變送器應用下的風力發電系統

重點部件介紹

☆ 發電機

目前主流采用的發電機類型有鼠籠式異步發電機（SCIG），雙饋式異步發電機（DFIG），直驅永磁同步發電機（PMSG）。

SCIG, Squirrel Cage Induction Generator

DFIG, Doubly-Fed Induction Generator

PMSG, Permanent Magnet Synchronous Generator

SCIG 定速異步發電機在風電中的工作圖示

圖示是指電動機的定子上為三相繞組，轉子為籠式的導條。因為該導條形狀與鼠籠相似，故稱之為鼠籠式異步發電機。電動機在定子繞組加三相交流電后，會形成旋轉磁場，其轉子上的閉合的導條會因為切割定子磁場的磁力線而感應出電勢和電流，而通電的導體在磁場中就會受到安培力，從而驅動轉子運動。電動機轉子就旋轉起來了。這就是鼠籠式三相異步電動機的工作原理。

Soft starter 軟啟動器（基于SCR可控硅整流器）：

 是定速的風機與電網連接期間使用的一種簡單且便宜的電氣組件。它的功能是通過在發電機中緩慢建立磁通量來減少浪涌電流，從而限制對電網并網時的沖擊干擾。

By-pass 旁路開關：

通過軟啟動器完成穩定并網后，風機系統通過旁路開關合閘直接連接到電網。可以幫助在運行狀態下的SCR散熱。

Capacitor bank 電容柜：

無功補償裝置，并網后立即并入無功補償裝置，提供功率因數至0.95以上。

DFIG 雙饋異步發電機在風電中的工作圖示

DFIG 雙饋異步發電機在風電中的工作圖示

雙饋式發電就是指感應電機的定子，轉子同時能發出電能，雙饋發電機其轉子和定子都最終連于電網，轉子和定子都參與勵磁，其定子和轉子都可以與電網有能量的交換。

多功能電量變送器應用下的風力發電系統發電機工作原理：通過葉輪將風能轉變為機械轉矩，通過主軸傳動鏈，經過齒輪箱增速到異步發電機轉速后，通過勵磁變流器勵磁而將發電機的定子電能并入電網。如果超過發電機同步轉速，轉子也處于發電狀態，通過變流器向電網饋電。

雙饋發電機正是由葉片通過齒輪箱變速，帶動以達到定子側輸出相對好的正弦波，同時額定轉速下，轉子側也能同時發出電流，已達到大的利用風能效果。

PMSG 直驅永磁同步發電機在風電中的工作圖示

永磁同步發電機是一種同步發電機，其中勵磁場由永磁體而不是線圈提供。術語“同步”是指轉子和磁場以相同的速度旋轉的事實，磁場是通過安裝在軸上的永磁機構產生的，并且電流會感應到固定電樞中。

      永磁同步發電機取消了增速齒輪箱，發電機軸直接連接到風機軸上，隨著風電機轉速的變化，永磁風力發電機所發電力的頻率也是不斷變化的，所以還必須用一臺全功率變流器，將這些電能改變為恒頻恒壓的交流電，才能并入電網，即變速恒頻技術。