一、定義

變流器，即使電源系統(tǒng)的電壓、頻率、相數(shù)和其他電量或特性發(fā)生變化的電器設(shè)備。

而風(fēng)電變流器，采用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術(shù)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子側(cè)輸出電壓的幅值、頻率和相位與電網(wǎng)相同。

二、工作原理：

采用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術(shù)，核心控制采用具有快速浮點(diǎn)運(yùn)算能力的“雙DSP的全數(shù)碼化控制器”；在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器實(shí)現(xiàn)定子磁場定向向量控制策略，電網(wǎng)側(cè)變流器實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓定向向量控制策略；系統(tǒng)具有輸入輸出功率因子可調(diào)、自動軟并網(wǎng)和最大功率點(diǎn)跟蹤控制功能。功率組件采用高開關(guān)頻率的IGBT功率器件，以保證良好的輸出波形。

四、系統(tǒng)構(gòu)成：

變流器由主電路系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)構(gòu)成。

主電路系統(tǒng)包括：轉(zhuǎn)子側(cè)逆變器、直流母線單元、電網(wǎng)側(cè)整流器。

配電系統(tǒng)包括：并網(wǎng)接觸器、主斷路器、繼電器、變壓器。

控制系統(tǒng)包括：高速數(shù)碼訊號處理器（DSP）、人機(jī)操作接口和可程式設(shè)計(jì)邏輯控制器（PLC）。配備不斷電供應(yīng)系統(tǒng)（UPS）。

上述各系統(tǒng)分配到控制柜、功率柜、并網(wǎng)柜中。

控制柜包括：主控箱、PLC、濾波器、電源組件。主要對采集回的各種類比數(shù)碼信號進(jìn)行分析,發(fā)出控制指令,控制變流器的運(yùn)行狀態(tài)。

功率柜包括：功率組件、IGBT、PLC、JCE1005-FS電流傳感器、風(fēng)機(jī)、有源Crowbar。主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)子滑差能量的傳遞。

并網(wǎng)柜包括：斷路器、接觸器、信號采集元件、UPS、加熱器、信號接口部分等。主要用于變流器與發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和電網(wǎng)連接控制、一些控制信號的采集以及二次回路的配置。

三、優(yōu)點(diǎn)：

1、變流器能實(shí)現(xiàn)寬風(fēng)速范圍內(nèi)的變速恒頻發(fā)電，改善風(fēng)機(jī)效率和傳輸鏈的工作狀況，減小并網(wǎng)沖擊電流對電機(jī)和電網(wǎng)造成的不利影響，提高運(yùn)行效率，提升風(fēng)能利用率；

2、變流器提供多種通信接口，如Profibus,CANopen等（可根據(jù)使用者要求擴(kuò)展），使用者可通過這些接口方便地實(shí)現(xiàn)變流器與系統(tǒng)控制器及風(fēng)場遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)的集成控制；

3、變流器配電系統(tǒng)提供雷擊、過流、過壓、過溫等保護(hù)功能；

4、變流器提供即時(shí)監(jiān)控功能，用戶可以即時(shí)監(jiān)控風(fēng)機(jī)變流器運(yùn)行狀態(tài)；

5、具備高可靠性，可根據(jù)海拔進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，可以按客戶定制實(shí)現(xiàn)低溫、高溫、防塵、防鹽霧等運(yùn)行要求；

6、組件化設(shè)計(jì)，組合式結(jié)構(gòu)，安裝維護(hù)便捷。

四、分類：

1、背靠背雙脈寬調(diào)制（PWM）變流器：主要運(yùn)用在典型的雙饋和永磁直驅(qū)變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)中，包括電機(jī)側(cè)變流器（或轉(zhuǎn)子側(cè)變流器）與電網(wǎng)側(cè)變流器，能量可以雙向流動。背靠背雙PWM變流器是目前風(fēng)電系統(tǒng)中常見的一種拓?fù)洌瑖夤救鏰bb，alstom，國內(nèi)公司如合肥陽光電源等，均有這類變流器產(chǎn)品。

2、直驅(qū)式變流器：即“不控整流+boost變換器+逆變拓?fù)洹苯Y(jié)構(gòu)，多用于直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)。通過boost變換器實(shí)現(xiàn)輸入側(cè)功率因子校正，提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率，保持直流側(cè)電壓的穩(wěn)定，對pmsg的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行，在額定風(fēng)速以下具有最大風(fēng)能捕獲功能。國外enercon、國內(nèi)合肥陽光電源等公司有這種產(chǎn)品。

3、多電平變流器：主要運(yùn)用于大容量的風(fēng)電機(jī)組。變流器采用多電平方式后，可在常規(guī)功率器件耐壓基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高電壓等級，獲得更多級（臺階）的輸出電壓，使波形更接近正弦，諧波含量少，電壓變化率小，并獲得更大的輸出容量。與兩電平雙pwm變流器相比，功率器件和電容增加一倍，并額外增加箝位二極管；直流側(cè)電容由兩個(gè)完全一樣的電容串聯(lián)組成，電容的中點(diǎn)作為變換器的箝位點(diǎn)，由網(wǎng)側(cè)變換器保持直流側(cè)兩個(gè)電容的電壓均衡。這種結(jié)構(gòu)在風(fēng)電中的應(yīng)用目前已經(jīng)比較成熟。