一雙饋異步發電機工作原理

　　雙饋異步發電機的轉子受外部變流器控制，變流器給轉子繞組供電，在轉子中會形成一個旋轉磁場，該旋轉磁場與轉子的機械轉速產生的旋轉磁場相疊加，轉速隨風速變化而變化，但是，只要轉速在一定范圍內，調節轉子頻率，總能使疊加磁場的旋轉速度等于定子的同步轉速，從而在定子繞組中感應出固定頻率（工頻）的電壓。
　　當發電機的轉速低于同步轉速時，變流器提供正相序交流勵磁，轉子從變流器吸收電能；當發電機的轉速高于同步轉速時，變流器提供負相序交流勵磁，轉子通過變流器向電網饋電；當發電機的轉速等于同步轉速時，變流器提供直流勵磁。

　　通過調節雙饋異步發電機轉子的頻率、幅值、相序，不但可以穩定發電機定子輸出頻率，還可調節發電機輸出的有功功率和無功功率，實現發電機的最大風能跟蹤控制和并網的功率因數。

二雙饋異步發電機試驗臺測點分析

　　雙饋異步風力發電機試驗臺中，一般主要關注的有定子，轉子和網側三個測點的電參數。
　　此外，變流器的網側諧波也是我們關注的。因此，部分用戶在上述三個測點的基礎上，增加了變流器網側的測點。

　　雙饋風力發電機的轉子頻率相當于轉差頻率，頻率較低，理論上可可低至零，并且直接與變流器相連，諧波含量較大。轉子的電參量測量采用SP系列變頻功率傳感器。

　　雙饋風力發電機的定子頻率為工頻，且輸出電壓為正弦波，定子的電參量測量可采用互感器。

　　變流器與雙饋風力發電機一起作為風力發電機組，變流器的性能和效率直接影響機組的性能和效率，因此，雙饋異步風力發電機試驗臺通常還需測量變流器的性能和效率。變流器網側電壓為正弦波，電流含有諧波，且諧波為試驗關注對象，采用SP系列變頻功率傳感器。

　　電網側電壓工頻正弦波，可以采用電壓互感器測量，電流含有來自變流器的諧波，一般測量可采用電流互感器，對測量精度要求高的場合，尤其是關注諧波含量的場合，推薦采用SP變頻功率傳感器。

　　不考慮線路壓降時，考慮到變流器網側的電壓與電網電壓相同，而有功功率可以采用算術疊加的方式計算，電流可以采用矢量疊加的方式計算。

　　本雙饋異步風力發電機試驗臺選擇發電機定子，發電機轉子，變流器網側三個測點進行實際測量。
　　在WP4000變頻功率分析儀內部，可以對發電機定子的電流與變流器網側電流進行瞬時值相加（求矢量和），可以得到網側總電流。在同步采樣的前提下，直接將定子有功功率與轉子變流器網側的有功功率算術就和即可得到網側總功率。
　　相比四測點法，上述方案節約了電網側的測點。相比網側、定子側、轉子側的方案，本方案具有下述優點：
　　1、轉子網側的電流比電網總電流小，傳感器成本降低；
　　2、轉子網側的電流含有諧波，直接測量較為準確；
　　3、計算轉子變流器效率值較為準確；

　　WP4000變頻功率分析儀最多可配置6個功率單元，若三個測點均采用二瓦計法，一臺分析儀即可實現三個測點的同步測量。
　　對于變流器轉子側的電參量，考慮到電容電流的影響，可以增加一臺變頻功率傳感器只用于第三相電流的測量，也可采用三臺變頻功率傳感器，采用虛擬中性點的方式按照三瓦計法進行測量。此時，共有7個功率單元，需要兩臺WP4000變頻功率分析儀，利用WP4000變頻功率分析儀的同步時鐘接口，將兩臺分析儀采用同步光纖相連，也可實現所有電參量的嚴格同步測量。

三雙饋異步發電機試驗臺原理及主線路

　　雙饋異步發電機試驗臺的原理及主線路如下圖：

圖：雙饋異步風力發電機試驗臺的原理及主線路

　　高壓電網(10kV/50Hz)經高壓進線柜1G、高壓饋電柜4G、降壓變壓器1B（10kV/690V）、低壓出線柜3P變換為690V/50Hz給試驗系統主回路供電；10kV/50Hz電網經高壓饋電柜3G、低壓配電變壓器2B(10kV/0.4kV)，低壓控制柜1P、低壓配電柜2P為低壓設備及控制回路供電。2G為高壓進線互感器測試柜。
　　3B、4B為12脈整流變壓器，分別為拖動變頻器2BP、3BP提供12脈整流輸入，主要目的是降低諧波電流對電網的影響。其缺點是增加的變壓器降低了整體效率，增加了耗能。用戶根據自身情況，也可選擇IGBT整流的四象限變頻器，省去兩個變壓器。
2BP為拖動變頻器，作為拖動機變頻驅動用；
　　1BP為轉子變頻器；
　　SP1為被試電機轉子側測試點變頻功率傳感器，用于測試轉子側變頻電功率參數及諧波參量的測試；
　　SP2為被試電機定子側測試點變頻功率傳感器（或電壓及電流互感器加DT系列數字變送器），用于測試定子側工頻電功率參數；
　　SP3為轉子變頻器網側測試點變頻功率傳感器，用戶測試轉子側并網電功率參數及諧波等電能質量參數；
　　T-N為扭矩轉速傳感器，用于測試機械扭矩及轉速，運算被試機組的機械功率輸入。
　　4KM為被試電機定子側并網開關，受轉子變頻器1BP控制；
　　JX1為被試電機轉子側接線箱，內部安裝SP1測點變頻功率傳感器；
　　JX2為被試電機定子側接線箱，內部安裝SP2測點變頻功率傳感器；
　　JX3為轉子變頻器網側接線箱，內部安裝SP3測點變頻功率傳感器；
　　PGS為60Hz機組，為60Hz額定頻率的雙饋風電機組試驗提供690V/60Hz電網，由12脈整流變壓器4B、拖動變頻器3BP、異步拖動電機及同步發電機構成。若無需進行60Hz試驗，該部分可省略。

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