2.2双馈异步风力发电机【3】

双馈异步风力发电机（DFIG，Double-FedInductionGenerator）是目前应用最为广泛的风力发电机，由定子绕组直连定频三相电网的绕线型异步发电机和安装在转子绕组上的双向背靠背IGBT电压源变流器组成。双馈异步风力发电机是一种绕线式感应发电机，是变速恒频风力发电机组的核心部件，也是风力发电机组国产化的关键部件之一。该发电机主要由电机本体和冷却系统两大部分组成。电机本体由定子、转子和轴承系统组成，冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种结构。

双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变流器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了"柔性连接"，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。

双馈异步发电机的优点：首先，它能控制无功功率，并通过独立控制转子励磁电流解耦有功功率和无功功率控制。其次，双馈感应发电机无需从电网励磁，而从转子电路中励磁。最后，它还能产生无功功率，并可以通过电网侧变流器传送给定子。但是，电网侧变流器正常工作在单位功率因数，并不包含风力机与电网的无功功率交换。

3水平轴风机与垂直轴风机的比较【4】【5】

3.1设计方法

由于风轮结构原因，水平轴风力机普遍采用动量一叶素理论进行分析，忽略了较多因素，对于复杂的流动过程，不够准确；垂直轴风力机可以用先进的计算流体力学(Com—putationalFluidDynamics，CFD)方法精确分析出1

3.2风叶特点

水平轴风力机的风叶类似于荷兰风车，形状复杂，加工难度高。叶片受风旋转时只能利用升力产生机械能，不能利用阻力生机械能。叶片只能利用单方向来风，必须安装昂贵的偏航装置实现风叶对风，只有一次截风机会，同时塔影效应与风剪作用也较大。垂直轴风力机的叶片形式多样，但总体来说，都是基本的几何构型，易于加工。叶片受风旋转时利用升力与阻力的矢量和在叶片运动方向上的投影产生机械能。叶片可全方位接受来风，无需偏航装置。可多次截风，充分利用风能，同时塔影效应与风剪作用也较小

3.3运行情况

水平轴风力机尖速比较高，约为5～7，气动噪声大，叶片受交变载荷，易疲劳变形。垂直轴风力机尖速比比较低，约为1．5—2，基本不产生气动噪声，叶片受恒定载荷，耐用不易损坏。

3.4结构设计

垂直轴风力机和水平轴风力机相比,结构设计第一个优势就是良好的受风多向性、第二个优势是恒定的受力特性、第三个优势是发电机安装位置的优势。垂直轴风力机在安装和维护成本上也远低于水平轴风力机。

3.5风能利用

早在1987年,著名学者Musgrove就指出广泛的实验和理论研究显示垂直轴风力机可以和当代最好的水平轴风力机相比,这意味着如果在垂直轴风力机上投入足够的时间和金钱,它会具有比水平轴风力机更为广阔的发展空间。

3.6环境保护

到垂直轴风力机的发电系统设置在塔底和风轮直接驱动发电机而不需要变速箱等因素,其微小的噪音更不容易传播,完全达到了静音的效果。而且水平轴风力机一般设置在十几米甚至几十米的高空,途经的无辜鸟类在其高速旋转的叶片下很难幸免,长此以往,容易导致对当地生态系统的破坏。

3.7小结

以上比较不难看出，垂直轴风力机在诸多方面都表现得更为出色，势必成为未来风力发电机型的主导方向。