永磁风力发电系统及其功率变换技术

永磁风力发电系统及其功率变换技术
摘要:在现阶段的风力发电系统中,永磁发电机的使用较为常见。电力企业应当加大对相关技术的使用管控力度,优化风力发电系统,提高发电效率。除此之外,电力企业还需要对相关技术持续不断地优化创新,满足多样化的风力发电需求。
关键词:永磁风力发电系统;功率变换技术;应用
前言
风力发电已经是新能源发电技术中最成熟、最具大规模开发和最有商业化发展前景的发电方式。随着永磁同步发电机研制的不断突破,永磁直驱式风力发电技术也在不断的发展。永磁直驱风力发电系统因为省去了电刷、滑环和齿轮箱,使系统结构变得简化,提高了发电效率和运行可靠性,被广泛应用在风力发电系统中。
太空风洞1风力发电机组分类及特点
目前在风力发电领域,风电机组具有代表性的有普通异步风力发电机组、双馈感应风力发电机组和直驱永磁同步风力发电机组三大类。
1.1 普通异步风力发电机
rat组合普通异步风力发电机组具有结构较为简单、效率高、维修成本低、耐用和稳定优点。但也存在转速基本恒定,无法抑制功率波动,易电网电压闪变,对电网电能质量造成影响诸多缺点。风力机与异步发电机转轴间增设了齿轮箱,与异步发电机转速相匹配。发电机定子绕组直接与电网相连,其频率与电网频率相同,异步发电机转差绝对值为2%~5%,风力机转速在很小范围内发生变化,故称为恒速风力发电机组。
1.2 双馈感应风力发电机组
双馈感应风力发电机组的定子绕组直接连电网,转子绕组通过集电环和变流器连接电网。其中变流器可以按照控制的要求调节转自电流的频率、幅值、相位,从而实现双魁异步风力发电机组的变速恒频技术。双馈异步风力发电机组得到了广泛应用,其最大优点是实现能量双向流动。可实现有功、无功控制,在较宽转速范围内能跟踪风速变化进行最大风能捕获、追踪、控制。
1.3 直驱永磁同步风力发电机组
直驱永磁同步风力发电机组,具有较高的运行可靠性与稳定性的特点,对电网波动适应性好,采用多级永磁交流发电机,省去齿轮箱由叶片转动轴直接驱动。发电机定子通过变频器与电网连接,发电机发出的全部功率通过变频器进行“全功率变换”。
2风力发电中永磁发电机的应用及发展
2.1永磁发电机的结构优化
应急灯电路目前,永磁发电机在结构方面已经得到了有效的优化和改善,但是通过实际的研究表明,永磁发电机仍然存在较大的提升空间。比如企业可以尝试增加永磁发电机内部绕组的直径,适当地减轻发电机的重量,提高发电机的运作效率,同时,企业还需要增强永磁发电机的结构稳定性,减少发电机在运行期间所产生的噪声,降低振动频率,以此来确保永磁发电机在运行过程中具备较高的运行质量和效率,达到节能减排的目的。
2.2永磁发电机的降温技术
永磁发电机在运行期间通常具备较高的作业强度,从而导致发电机出现高温运行的状态,因此,工作人员需要对永磁发电机实施必要的降温处理。但是,在对永磁发电机进行降温
处理时,工作人员需要根据永磁发电机的类型采取定向化的降温技术,比如针对低速直驱式的发电机,由于外部体积相对较大,外部需要降温的面积也大,在选取相关降温技术时,可以考虑采取风冷或自然冷却措施;而对于体积相对较小的永磁发电机,可以采取水冷或风冷的措施,改良发电机的运行环境。近年来,随着永磁发电机降温技术的有效提升和改善,发电机的运行效率得到了进一步的提高。
2.3电控技术的发展
在电控技术领域,永磁发电机的控制技术主要是提升发电机的工作效率,最大限度地提高永磁发电机的实用性。从发电机控制以及功率管控方面考虑,可以采用多组环绕的策略,提高发电机在发电过程中的稳定性和可靠性。现阶段,随着模块化工程的进一步创新,发电机控制板块实现了模块化的发展,从而使发电机的生产工艺更加简洁,企业能够在模块化的技术框架下完成零部件的运输和安装,还能够稳定高效地开展后期的检修工作。
2.4功率变换技术
由于大功率的变流器费用较高,因此,通常情况下功率相对较低的永磁发电机往往在额定
的电压、电流下运行。随着发电机功率的不断提升,若仍然使用电压及功率相对较低的变流器,则会使流经发电机的电流进一步增大。此外,由于发电机绕组得到了改良,截面积以及长度都相应增加,因此,电流过大会给线路造成较大的损耗,不利于对设备进行有效的检修和维护。目前,功率相对较高的发电机通常使用低压全功率的变流器,所采用的拓扑结构较为常见,如两电形式。因此,采用必要的功率转换技术是永磁发电机领域发展的必然方向,能够确保发电机时刻处于良好的运行状态,减少能量损耗。
永磁发电机2.5新领域的应用与发展
现阶段的风力设备及现有的风力管控系统中广泛应用了永磁发电机,因其具备较高的能效,也具备优良的管控准确度。除此之外,现阶段我国风力发电站的范围得到了进一步拓宽,从内陆延伸到了近海,在此过程中,电力企业需要考虑发电机的耐腐蚀问题,因此对绕组的材料技术提出了更高的要求,沿海风力发电机内部所使用的材料及工艺配比需要得到相应的优化、改善,以适应相关区域的风力发电需求。
3永磁风力发电机的发展趋势分析
3.1发电机结构型式变化
永磁风力发电机的结构型式需要进一步优化和改善。首先要增加永磁风力发电机的通气直径,增强冷却效果,其次要采用全新的装置材料,减轻整个发电机的质量,同时还要减少相关材料的损耗量。具体来说,工作人员需要对铁心定子的比例进行科学合理的设置,降低发电机的总体质量,最大限度地减小发电机在运行过程中产生的噪声及振动。因此,未来永磁风力发电机内部结构在优化和改善的过程中,需要以材料学作为支撑,对发电机内部的各项原材料进行优化,并且减少永磁材料的消耗量,降低永磁风力发电机的生产制造成本。
3.2发电机控制技术变化
雨水利用系统
发电机控制技术是风力发电的重点和要点,主要是提高风力发电机组的运行效率,同时还能够提高整个机组运行的稳定性和可靠性。控制技术能够最大限度地减少整个发电机组在运行期间的故障隐患,提高发电机的输出功率,进而增加发电量。而发电机控制技术涉及的内容相对较多,如计算机技术、网络技术以及机电技术,设计师需要集合多项技术的优势,对现有的永磁发电机控制技术进行革新优化,提高风力发电的效率。
结束语
总体来说,在当前风力发电系统中采用永磁发电机具有较大的现实意义,能够进一步提高发电效率及风力发电的稳定性。电力企业需要加大技术创新力度,参考永磁发电机的运行环境,合理设置永磁发电机的内部结构,确保风力发电机组能够持续稳定运行。

本文发布于:2024-09-23 10:26:24,感谢您对本站的认可!

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