风电并网逆变系统电力电子技术论文

1电力电子技术的应用情况

经过半个多世纪的发展，电力电子技术大大服务了我们的生活，在新能源开发利用、电能质量控制、日常生活等方面发挥了极其重要的作用，电力电子技术主要还是用于电力变换。利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。据发达国家预测，今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用。从工程中电力系统的发电、变电、输电和配电等环节到日常生活中的直流电源、电路都离不开电力电子技术，一些新型产品的诞生也离不开电力电子技术的开发利用。随着电力电子技术及风电技术的发展，电力电子设备已进入风电并网逆变系统并为解决电能质量控制提供了先进的技术手段。

2风电并网逆变系统介绍

由于风能的不确定性，风力发电机发出的电能的电压、频率也是时刻变化的。为了不对电网造成污染，风电并入电网必须满足并网条件，以电网电压同步信号作为系统输出电流的跟踪信号，使输出电流快速跟踪电网电压。为了满足此并网要求，风力发电机发出的电能需要经过交流-直流-交流的变换并入电网，并网逆变系统通常包括整流、逆变、滤波、输电等环节。

3电力电子技术在风电并网逆变系统中的应用

3.1在发电机组及其整流环节的应用

早期的交-直-交并网逆变系统采用晶闸管相控整流器，这种系统需要增加无功补偿电路，电力电子技术的发展使得PWM整流逐步取代了相控整流，PWM整流器逐步成熟，改善了发电机的功率因数。当前的风电机组已经成为结合了先进的空气动力学、机械制造、电子技术、微机控制技术的高科技产品，因此风力发电系统中不可或缺的重要组成部分就是高科技的电力电子技术。风力发电的有效功率与风速之间是三次方正比的关系，对机组进行变速运行，可使风力发电获得最大有效功率，电力电子技术在发电机组的应用，改善了发电环节中发电机的运行特性。此外，对转子励磁电流的频率进行调整，可确保输出频率恒定，风力发电机的变速恒频励磁技术的核心在于变频电源。随着电力电子技术的发展所研制出的开关磁阻发电机应用于风电并网逆变系统中，不再需要增速装置，而是直接驱动。提高了可靠性，降低了维护量及其费用，减少了组件，集成度也变得越来越高。

3.2在并网逆变系统控制环节的应用

电力电子技术中的大功率开关管、功率器件等的使用促进了并网逆变系统中DSP周围硬件电路的进一步发展，实现了功率器件驱动电路对IGBT导通和关断；采用基于DSP的控制系统，实现了信号检测、锁相跟踪、PI调节、SPWM形成等各功能模块的软硬件实现，不但满足了控制电路的要求，还能够完成并网安全控制和故障保护等实时性、快速性要求很高的控制功能，提高了控制电路的可靠性。特别是一些新技术的开发，让风电并网逆变系统体积变得越来越小，自动控制能力越来越完善。

3.3在风电输送及节能方面的应用

我国风能资源丰富，但能源分配不均衡，解决办法通常是建立电力外送大通道。由于长距离高压输电的线路造价低、电能损耗小等特点，通常采用高压输电，电力电子技术在高压输电方面的的应用不仅降低了设备的资金投入，而且解决了系统稳定性差的问题。此外，电力电子技术在输电系统的主要应用是柔流输电技术，这项技术实现了对输送功率的快速控制，增强了电网的稳定性，降低了电力传输的成本，在很大程度上改善了系统的输电能力。

4结束语

电力电子技术在风电并网逆变系统中得到了广泛应用，为风能的进一步开发利用提供了技术支持，在风电并网逆变系统中发挥着重要的作用。文章从其在发电机组及其整流环节的应用、在并网逆变系统控制环节的应用、在风电输送及节能方面的应用等几个方面进行了探讨和分析。电力电子技术的进一步发展成为解决我国环境和能源问题的一项关键技术。

作者：孙翠芬孙磊位：山东轻工职业学院潍坊医学院附属医院