现代风力发电机组中的IGBT变频器的基本结构及应用探析

现代风力发电机组中的变频器是一个电力电子装置，它把两个频率不同的电气系统相互连接起来（Mohan N等人，1989）。

图9-6 变频器的基本结构

通常现代的变频器包含基于IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的电力电子装置，它具有变频投切特性，频率达到10kHz。10kHz的投切频率是投切损耗可接受的极限。

图9-6给出了两种典型的基础变频器的结构，即电流源变频器和电压源变频器，后者如今被广泛用于风力发电机组中（Heier S，1998）。

变频器在将来的风力发电机组控制中将会用得越来越多。它们最重要的特性和应用如下：

1.频率可控

它是变频器的特点，可将变速风力发电机组连接到电网上，允许发电机的频率与电网的频率有所不同。可控频率特性的部分应用如下：

1）转子可以存储能量（风速的变化由转子转速的变化吸收）；

2）可以减少齿轮箱和传动链上的载荷；

3）可以改进低风速时的功率捕捉；

4）可以减少噪声发射（因为风力发电机组在低风速时可以低速旋转）；

5）变频器可以替代软起动器和电容器组；(www.xing528.com)

6）变频器是无齿轮箱风力发电机组的必需部件。

2.无功功率可控

它是变频器的另一个特性，可以改善电能质量。无功功率可控特性的部分应用如下：

1）改进电压稳定性；

2）降低闪变水平；

3）变频器可以替代电容器组；

4）变频器可以用作就地无功功率源。

3.发电厂特性

它是变频器的一个重要特性，因为它可以使风电场在电力系统中起主动部件的作用（S∅rensen P等人，2000）。带有发电厂特性的风电场有以下能力：

1）控制有功功率和无功功率；

2）正面地影响电网的稳定性；

3）改进电能质量。