1 引 言
隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的增大，雙饋型風(fēng)電系統(tǒng)中齒輪箱的高速傳動(dòng)部件故障問(wèn)題日益突出，于是沒(méi)有齒輪箱而將主軸與低速多極同步發(fā)電機(jī)直接連接的直驅(qū)式布局應(yīng)運(yùn)而生；從中長(zhǎng)期來(lái)看，直驅(qū)型和半直驅(qū)型傳動(dòng)系統(tǒng)將逐步在大型風(fēng)電機(jī)組中占有更大比例，另外在傳動(dòng)系統(tǒng)中采用集成化設(shè)計(jì)和緊湊型結(jié)構(gòu)是未來(lái)大型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)。在大功率變流技術(shù)和高性能永磁材料日益發(fā)展完善的背景下，大型風(fēng)電機(jī)組越來(lái)越多地采用pmsg，pmsg不從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率，無(wú)需勵(lì)磁繞組和直流電源，也不需要滑環(huán)碳刷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且技術(shù)可靠性高，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響小。pmsg與全功率變流器結(jié)合可以顯著改善電能質(zhì)量，減輕對(duì)低壓電網(wǎng)的沖擊，保障風(fēng)電并網(wǎng)后的電網(wǎng)可靠性和安全性，與雙饋型機(jī)組（變流器容量通常為1/3風(fēng)電機(jī)組額定功率）相比，全功率變流器更容易實(shí)現(xiàn)低電壓穿越等功能，更容易滿足電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)日益嚴(yán)格的要求。
中國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展迅速，但與國(guó)際發(fā)展水平還有很大差距，目前主要依靠進(jìn)口，對(duì)外依賴(lài)性強(qiáng)；基于pmsg和背靠背雙pwm變流器的直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)是一種發(fā)展很快的技術(shù)，具有優(yōu)良的性能，國(guó)外大型風(fēng)電廠商已有成熟的直驅(qū)風(fēng)電產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)在理論研究與產(chǎn)品性能方面，都還亟需提高與改進(jìn)，因此很有必要對(duì)其涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。
2 直接驅(qū)動(dòng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)介紹
圖1是典型的永磁直驅(qū)型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括永磁同步發(fā)電機(jī)（pmsg）和全功率背靠背雙pwm變流器，無(wú)齒輪箱。pmsg通過(guò)全功率變流器直接與電網(wǎng)連接，通常極對(duì)數(shù)較多，低轉(zhuǎn)速，大轉(zhuǎn)矩，徑向尺寸較大，軸向尺寸較小，呈圓環(huán)狀；由于省去了齒輪箱，從而簡(jiǎn)化了傳動(dòng)鏈，提高了系統(tǒng)效率，降低了機(jī)械噪聲，減小了維修量，提高了機(jī)組的壽命和運(yùn)行可靠性；發(fā)電機(jī)通過(guò)變流器與電網(wǎng)隔離，因此其應(yīng)對(duì)電網(wǎng)故障的能力更強(qiáng)，與dfig風(fēng)電系統(tǒng)相比，更容易實(shí)現(xiàn)低電壓穿越功能。但是永磁材料目前的成本仍然較高；變流器容量較大，損耗較大，變流器的成本較高。理論上永磁體在高溫時(shí)存在失磁的風(fēng)險(xiǎn)，但是近年來(lái)隨著永磁材料性能的不斷提高、價(jià)格的下降，pmsg+全功率變流器已經(jīng)成為一種很有吸引力和應(yīng)用前景的方案［3-4］。目前，zephyros，mitsubishi，新疆金風(fēng)等在市場(chǎng)上有這類(lèi)產(chǎn)品。
針對(duì)圖1的pmsg直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)，還可以采用電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)（electrically excited synchronous generator，eesc），通常在轉(zhuǎn)子側(cè)進(jìn)行直流勵(lì)磁。使用eesc相比使用pmsg的優(yōu)勢(shì)在于，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流可控，可以控制磁鏈在不同功率段獲得最小損耗；而且不需要使用成本較高的永磁材料，也避免了永磁體失磁的風(fēng)險(xiǎn)，enercon公司主要經(jīng)營(yíng)這類(lèi)產(chǎn)品。但是eesc需要為勵(lì)磁繞組提供空間，會(huì)使電機(jī)尺寸更大，轉(zhuǎn)子繞組直流勵(lì)磁需要滑環(huán)和電刷。pmsg由于不是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，在尺寸及結(jié)構(gòu)上有很大的靈活性，根據(jù)磁通分布可以分為以下幾類(lèi)：徑向磁通永磁電機(jī)（radial flux pm machine，rfpm）、軸向磁通（axial flux pm machine，afpm）和橫向磁通（transversal flux pm machine，tfpm），其中rfpm結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)固，功率密度更高，在大功率直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)中得到了較多應(yīng)用。
目前市場(chǎng)上已有的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)品，根據(jù)發(fā)電機(jī)類(lèi)型、額定功率和轉(zhuǎn)速以及廠家的不同，可以匯總得到表1。
表2給出了幾個(gè)廠家直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的比較，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)類(lèi)型、轉(zhuǎn)子速度、轉(zhuǎn)矩、直徑、總質(zhì)量、質(zhì)量轉(zhuǎn)矩比等。
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3 直驅(qū)風(fēng)電變流器
電力電子變流器作為風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)的接口，作用非常重要，既要對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制，又要向電網(wǎng)輸送優(yōu)質(zhì)電能，還要實(shí)現(xiàn)低電壓穿越等功能；隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展和風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大，變流器的容量也要隨之增大，因此大容量多電平變流器也開(kāi)始得到應(yīng)用，以下將對(duì)一些典型變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行討論。
從圖1中可以看到，典型的永磁直驅(qū)變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)中，采用背靠背雙pwm變流器，包括電機(jī)側(cè)變流器與電網(wǎng)側(cè)變流器，能量可以雙向流動(dòng)。對(duì)pmsg直驅(qū)系統(tǒng)，電機(jī)側(cè)pwm變流器通過(guò)調(diào)節(jié)定子側(cè)的dq軸電流，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及電機(jī)勵(lì)磁與轉(zhuǎn)矩的解耦控制，使發(fā)電機(jī)運(yùn)行在變速恒頻狀態(tài)，額定風(fēng)速以下具有最大風(fēng)能捕獲功能。電網(wǎng)側(cè)pwm變流器通過(guò)調(diào)節(jié)網(wǎng)側(cè)的dq軸電流，保持直流側(cè)電壓穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)有功和無(wú)功的解耦控制，控制流向電網(wǎng)的無(wú)功功率，通常運(yùn)行在單位功率因數(shù)狀態(tài)，還要提高注入電網(wǎng)的電能質(zhì)量。背靠背雙pwm變流器是目前風(fēng)電系統(tǒng)中常見(jiàn)的一種拓?fù)?，?guó)內(nèi)外對(duì)其研究較多，主要集中在變流器建模、控制算法以及如何提高其故障穿越能力等方面［8-9］。國(guó)外公司如abb、alstom，國(guó)內(nèi)公司如合肥陽(yáng)光電源等，均有這類(lèi)變流器產(chǎn)品。
對(duì)直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)，變流器拓?fù)涞倪x擇較多。圖2是不控整流+boost變換器+逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)boost變換器實(shí)現(xiàn)輸入側(cè)功率因數(shù)校正（power factor correction，pfc），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(duì)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(guó)外enercon公司的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)e82（2mw）、國(guó)內(nèi)合肥陽(yáng)光電源的小型并網(wǎng)風(fēng)力機(jī)變流器使用這種拓?fù)洹?/FONT>
隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大，風(fēng)電變流器的電壓與電流等級(jí)也在不斷提高，因此多電平變流器拓?fù)涞玫搅藦V泛關(guān)注。變流器采用多電平方式后，可以在常規(guī)功率器件耐壓基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高電壓等級(jí)，獲得更多級(jí)（臺(tái)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。圖3是直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)中三電平背靠背雙pwm變流器拓?fù)?，與兩電平雙pwm變流器相比，功率器件和電容增加了一倍，并額外增加了箝位二極管；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，對(duì)其的研究很多，主要集中在控制策略的優(yōu)化上［11-12］。目前，世界范圍內(nèi)從事大功率風(fēng)力發(fā)電用變流器和高壓變頻器研制的一些公司，都有多電平的產(chǎn)品方案；abb用于風(fēng)力發(fā)電的變流器如acs1000，整流器采用12脈沖二極管整流，逆變器采用三電平npc結(jié)構(gòu)，器件采用igct；siemens也有相似的應(yīng)用，功率器件采用高壓igbt；法國(guó)alstom公司采用飛跨電容型四電平拓?fù)洌β势骷捎胕gbt，另外還基于igct開(kāi)發(fā)出了飛跨電容型五電平變頻器。
4 國(guó)外直驅(qū)風(fēng)電產(chǎn)品及應(yīng)用
直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)技術(shù)，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，是未來(lái)風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展方向，目前國(guó)外生產(chǎn)直驅(qū)風(fēng)電產(chǎn)品的幾大廠家有enercon、ge、abb、siemens等。
enercon公司直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組采用電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)，直驅(qū)環(huán)形發(fā)電機(jī)，無(wú)齒輪箱，采用enercon變流器；其中e70額定功率為2300kw，轉(zhuǎn)速范圍為6~21.5r/min，e82額定功率為2000kw，轉(zhuǎn)速范圍為6~19.5r/min。enercon風(fēng)電機(jī)組當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以保持并網(wǎng)，如果需要，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)風(fēng)電機(jī)組還能通過(guò)輸送無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)支持電網(wǎng)電壓的功能，在故障被修復(fù)、電網(wǎng)電壓已經(jīng)恢復(fù)后，風(fēng)電機(jī)組立刻恢復(fù)供電；文獻(xiàn)［13］提供了enercon直驅(qū)同步電機(jī)系統(tǒng)－e66的仿真和測(cè)試結(jié)果，傳遞到電網(wǎng)的短路電流值只取決于變流器系統(tǒng)的功率等級(jí)并且可以控制，提供了電網(wǎng)短路期間系統(tǒng)輸出的有功功率曲線；風(fēng)電機(jī)組在故障期間提供減少的功率輸出，在故障消除后，立刻傳送額定功率，剩余的發(fā)電機(jī)功率不能被傳送到電網(wǎng)側(cè)，由于故障及隨之的電壓跌落，被轉(zhuǎn)化為附加電阻上的熱能，因此，故障對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)械力矩的影響被降到最低。
abb可以提供客戶定制的pmsg，功率范圍為500~5000kva，極對(duì)數(shù)為4~60甚至更多，轉(zhuǎn)速范圍0~2000r/min，可以適用于陸上或海上風(fēng)電，轉(zhuǎn)子永磁材料采用釹鐵硼（ndfeb）。abb提供低速、中速與高速永磁同步電機(jī)，低速電機(jī)對(duì)應(yīng)無(wú)齒輪箱直驅(qū)應(yīng)用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，維護(hù)量最少；中速電機(jī)對(duì)應(yīng)半直驅(qū)應(yīng)用，集成了低速齒輪箱，尺寸較小，維護(hù)量較少；高速電機(jī)類(lèi)似于雙饋電機(jī)，具有較小的尺寸，但是沒(méi)有滑環(huán)，電機(jī)具有較少的維護(hù)量。multibridm5000海上風(fēng)電機(jī)組使用pmsg與全功率變流器，額定輸出功率為5.5mva，電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為58.6~146.9r/min，包含一級(jí)行星齒輪，變速比為1:9.92，變流器具有四象限運(yùn)行功能，輸出功率因數(shù)范圍-0.9至0.9，變流器冷卻方式為水冷，變流器總效率》97.5%；除此之外還有以下幾個(gè)特別的控制特征：對(duì)電網(wǎng)故障的“穿越功能”，無(wú)功控制能力，網(wǎng)側(cè)的“statcom功能”，持續(xù)和動(dòng)態(tài)電壓控制；電機(jī)側(cè)變流器使用直接轉(zhuǎn)矩控制，具有快速控制、魯棒性、高可用性、高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。
ge風(fēng)電的低電壓穿越技術(shù)能使風(fēng)電機(jī)組在主要的電網(wǎng)故障發(fā)生時(shí)保持并網(wǎng)并向電網(wǎng)輸送無(wú)功功率，使風(fēng)電機(jī)組能夠滿足和火力發(fā)電類(lèi)似的傳輸可靠性標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)提高發(fā)電機(jī)組和控制設(shè)計(jì)，lvrt技術(shù)能使風(fēng)電機(jī)組在出現(xiàn)嚴(yán)重電網(wǎng)擾動(dòng)時(shí)可以不間斷運(yùn)行；windvar技術(shù)能夠提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，在電網(wǎng)需要時(shí)快速向電網(wǎng)提供無(wú)功，減少電壓崩潰的危險(xiǎn)，降低電網(wǎng)解列的影響，lvrt和windvar功能可以較好地提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性，確保風(fēng)電作為一個(gè)“好鄰居”加入電網(wǎng)。通用電氣是在低電壓穿越與無(wú)功支持方面研究較早的公司，文獻(xiàn)［14］中說(shuō)明了一種風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)，包括在各個(gè)發(fā)電機(jī)附近相對(duì)較快的電壓調(diào)整和在變電站處或風(fēng)力發(fā)電的場(chǎng)級(jí)處相對(duì)較慢的整體無(wú)功功率調(diào)整，無(wú)功調(diào)節(jié)通常以風(fēng)電場(chǎng)接入點(diǎn)電壓水平為控制目標(biāo)，利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)自身的無(wú)功能力達(dá)到控制電壓的目的，單臺(tái)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)需要具備通過(guò)快速電壓控制調(diào)節(jié)自身輸出無(wú)功功率的功能，但是多臺(tái)發(fā)電機(jī)均自行調(diào)節(jié)輸出無(wú)功功率，可能加劇電壓的波動(dòng)，因此該專(zhuān)利中引入了場(chǎng)級(jí)無(wú)功功率調(diào)節(jié)來(lái)協(xié)調(diào)多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率控制，獲得更好的風(fēng)電場(chǎng)電壓控制效果。
從國(guó)外直驅(qū)風(fēng)電產(chǎn)品及其應(yīng)用來(lái)看，為適應(yīng)新的電網(wǎng)規(guī)則對(duì)lvrt和無(wú)功支持的要求，都已將這些功能集成到其產(chǎn)品中，可見(jiàn)低電壓穿越與無(wú)功支持已經(jīng)成為大型風(fēng)電機(jī)組必須具備的重要功能之一。
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5 國(guó)內(nèi)直驅(qū)風(fēng)電產(chǎn)品及應(yīng)用
目前國(guó)內(nèi)從事永磁直驅(qū)風(fēng)電產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)正在增多，有新疆金風(fēng)科技、湘電風(fēng)能、合肥陽(yáng)光、許繼集團(tuán)、北京科諾偉業(yè)和沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)風(fēng)能技術(shù)研究所等。國(guó)內(nèi)直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)來(lái)源主要有以下幾類(lèi)［15］：
?。?）引進(jìn)國(guó)外的設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)，或者與國(guó)外技術(shù)公司聯(lián)合設(shè)計(jì)，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行制造和生產(chǎn)，如金風(fēng)科技引進(jìn)的1200kw、1500kw風(fēng)電機(jī)組，目前已在國(guó)內(nèi)批量生產(chǎn)和供貨；
?。?）購(gòu)買(mǎi)國(guó)外成熟的風(fēng)電技術(shù)，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行許可生產(chǎn)；
（3）與國(guó)外公司合資，引進(jìn)國(guó)外的成熟技術(shù)在國(guó)內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，如湘電風(fēng)能等公司；
?。?）利用國(guó)內(nèi)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)自行設(shè)計(jì)的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)，如沈陽(yáng)華創(chuàng)、北京科諾偉業(yè)等公司。以下對(duì)國(guó)內(nèi)公司直驅(qū)風(fēng)電產(chǎn)品進(jìn)行介紹與說(shuō)明。
新疆金風(fēng)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)與igbt變流器，設(shè)計(jì)使用壽命20年。其中，金風(fēng)82/1500kw，額定轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速范圍為17.3（9-17.3）r/min，功率因數(shù)調(diào)節(jié)范圍為-0.98至0.98可調(diào)，額定出力的功率因數(shù)≥0.98，額定輸出電壓690v，輸出頻率變化范圍50±0.4hz；金風(fēng)77/1500kw，額定轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速范圍為17.3（9-19）r/min，功率因數(shù)調(diào)節(jié)范圍為-0.95至0.95可調(diào)；金風(fēng)70/1500kw，額定轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速范圍為19（9-19）r/min，額定出力的功率因數(shù)≥0.98；金風(fēng)1200kw，轉(zhuǎn)速范圍為11-20r/min，額定出力的功率因數(shù)≥0.98（可調(diào)節(jié)，可發(fā)無(wú)功）。
湘電風(fēng)能的直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組采用永磁同步發(fā)電機(jī)（直驅(qū)-無(wú)齒輪箱），具有效率高、系統(tǒng)可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單、噪聲小及上網(wǎng)電源質(zhì)量好等明顯優(yōu)勢(shì)。發(fā)電機(jī)是多極永磁發(fā)電機(jī)，直接安裝在輪轂上，由永磁體提供轉(zhuǎn)子勵(lì)磁，所以不需要外勵(lì)磁場(chǎng)，與帶外勵(lì)磁場(chǎng)的繞線轉(zhuǎn)子比較，發(fā)電機(jī)的損耗可降低25%；定子外部裝有冷卻風(fēng)扇，由空氣冷卻；發(fā)電機(jī)通有經(jīng)過(guò)濾的干燥循環(huán)空氣，保證了發(fā)電機(jī)內(nèi)的溫度均勻，當(dāng)密封處稍有泄漏時(shí)，保證發(fā)電機(jī)的內(nèi)部為正壓，因此灰塵和鹽霧不可能進(jìn)入到發(fā)電機(jī)內(nèi)。其中z72/1500kw在額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速為18r/min，z72/2000kw在額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速為23r/min，z82/2000kw在額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速為19r/min。
北京科諾偉業(yè)科技有限公司的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器（直驅(qū)式），采用先進(jìn)的dsp控制和大功率變流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組低轉(zhuǎn)速變速運(yùn)行，最大程度地吸收風(fēng)能，主要應(yīng)用于1mw、1.5mw、2.0mw直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組；具有以下功能特點(diǎn)：大功率變流技術(shù)，模塊化并聯(lián)技術(shù)，最大風(fēng)能捕獲技術(shù)，零沖擊并網(wǎng)控制，無(wú)速度傳感器控制技術(shù)和光纖隔離技術(shù)等。
合肥陽(yáng)光電源全功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用變流器采用薄膜電容作為直流支撐電容，確保電容器20年壽命，具有四象限運(yùn)行功能，確保風(fēng)力機(jī)在低風(fēng)速時(shí)多發(fā)電，模塊化設(shè)計(jì)，安裝維護(hù)方便，變流器冷卻方式為風(fēng)冷。其中wg850kfp，wg1500kfp和wg2000kfp，額定功率分別為850kw，1500kw和2000kw，額定功率下的效率≥97%，響應(yīng)時(shí)間《15ms，電網(wǎng)電壓690v（+10%~-20%），電網(wǎng)頻率47.5~51.5hz。
許繼集團(tuán)的fbl200系列風(fēng)電機(jī)組變流器適用于2mw及以下直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，不僅適合于垂直軸風(fēng)電機(jī)，而且也適用于水平軸風(fēng)電機(jī)系統(tǒng)，變流器冷卻方式為強(qiáng)制風(fēng)能或水冷。輸入交流線電壓有效值范圍：552v～828v（六相輸入，兩個(gè)三相繞組相位差30°），輸入交流電壓頻率范圍：8~20hz；輸出電壓適應(yīng)范圍：（1±10%）690v，輸出頻率適應(yīng)范圍：（50±0.5）hz，輸出額定有功功率：1.5mw，輸出電流總畸變率：thd《5%，其中奇次諧波4%，偶次諧波2%。
沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)風(fēng)能技術(shù)研究所1.5mw直驅(qū)式、混合式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組采用永磁同步電機(jī)與全功率igbt變流器，電機(jī)冷卻方式為強(qiáng)制風(fēng)冷，變流器冷卻方式為水冷，具有四象限運(yùn)行功能。其中sut70-1500d為直驅(qū)型，無(wú)齒輪箱，轉(zhuǎn)速范圍為12-20r/min；sut70-1500h為混合型，半直驅(qū)，使用一級(jí)行星齒輪箱，變速比為1:8，轉(zhuǎn)速范圍為80-160r/min。
國(guó)內(nèi)直驅(qū)風(fēng)電產(chǎn)品目前都還沒(méi)有考慮低電壓穿越功能，在性能與可靠性等方面與國(guó)外產(chǎn)品還有一定差距，目前我國(guó)還沒(méi)有相關(guān)風(fēng)電機(jī)組低電壓運(yùn)行的強(qiáng)制性要求，但是即將會(huì)有類(lèi)似標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，也說(shuō)明了研究直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組變流器及其低電壓穿越技術(shù)具有一定的重要性與現(xiàn)實(shí)意義。
6 結(jié)束語(yǔ)
使用全功率變流器的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)目前在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越多，但對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)的研究起步較晚，技術(shù)水平目前與世界先進(jìn)水平尚有較大差距；隨著永磁材料價(jià)格的下降、永磁同步電機(jī)性能的提高以及風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大，永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)在性能、可靠性和低電壓穿越方面逐漸具有一定的優(yōu)勢(shì)，對(duì)其所涉及技術(shù)的研究在掌握永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)化方面具有非常重要的意義。
（轉(zhuǎn)載）
