风力发电机组的四种动力驱动系统方案

并网型风力发电机组主要有两种型式：一种是定桨距失速调节型，属于恒速机型，一般使用同步电机或者鼠笼式异步电机作为发电机，通过定桨距失速控制的风轮机使发电机的转速保持在恒定的数值，转子、叶轮的变化范围小，捕获风能的效率低；另一种是变速变桨距型，一般采用双馈电机或者永磁同步电机，通过调速器和变桨距控制相结合的方法使叶轮转速可以跟随风速在很宽的范围内变化，保持最佳叶尖速比运行，从而使风能利用系数在很大的风速变化范围内均能保持最大值，能量捕获效率最大。发电机发出的电能通过变流器调节，变成与电网同频、同相、同幅的电能输送到电网。相比之下，变速型风力发电机组具有不可比拟的优势。

目前流行的变速变桨风力发电机组的动力驱动系统主要有两种方案：一种是增速齿轮箱+绕线式异步电动机+双馈电力电子变换器；另一种是无齿轮箱的直接驱动低速永磁发电机+全功率变频器。两种方案各有优缺点：前者采用高速电机，体积小、重量轻，双馈变流器的容量仅与电机的转差容量相关，效率高、价格低廉，缺点是升速齿轮箱结构复杂，易疲劳损坏；后者无齿轮箱，可靠性高，但采用低速永磁电机，体积大，运输困难，变频器需要全功率，成本提高。除了上述两个方案外，还引入了两个折中方案：一个是低速集成齿轮箱的永磁同步电机+全功率变频器；另一个是高速齿轮箱的永磁同步电机+全功率变频器。这两个折中方案也具有很大的发展潜力。(www.xing528.com)

我国风力发电行业起步较晚，但发展速度却异常迅猛，在短短的几年内走过了发达国家需要十多年的发展道路，市场上有各种各样的风电机组产品可供选用，下面介绍的几种国产风力发电机组是目前应用最广泛的兆瓦级机组。