1.4直驅(qū)與雙饋風(fēng)電機組
變速恒頻風(fēng)電機組主要有永磁同步直驅(qū)式和雙饋異步式兩種，這兩種都可以由變頻器實現(xiàn)無沖擊并網(wǎng)和脫網(wǎng)。
從它們在低風(fēng)速下的運行情況看，直驅(qū)式風(fēng)電機組沒有運行轉(zhuǎn)速下限的限制，而雙饋式風(fēng)電機組存在著運行轉(zhuǎn)速的下限，從原理上來講，直驅(qū)式機組的切入風(fēng)速可以更低。但是，直馭式機組使用的是全功率變頻器，存在較高的功率損耗，由于全功率變頻器的容童是雙饋機組變頗器的三倍左右，所以，變頻器的功率器件和冷卻等設(shè)備所消耗功率比雙饋機組要大很多。同時，機組可以吸收的風(fēng)能與風(fēng)速的三次方成正比，在低的切入風(fēng)速情況下，可利用的風(fēng)能非常有限。永徽同步技術(shù)其機組轉(zhuǎn)速范圍較寬，在低風(fēng)速下發(fā)電量有一定優(yōu)勢，但其全功率變頻的特點導(dǎo)致隨風(fēng)速提高，其發(fā)電t優(yōu)勢將因變頻器損耗迅速增大而減小。
從原理上來講，如果改變雙饋機組在低風(fēng)速段運行方式，使其在低風(fēng)速時不受最低并網(wǎng)轉(zhuǎn)速的限制，葉輪轉(zhuǎn)速就能嚴(yán)格追蹤標(biāo)，提高雙饋機組在低風(fēng)的發(fā)電效率。
2.變速恒頻雙饋雙模風(fēng)電機組
2.1全功率變繃的感應(yīng)發(fā)電機工作模式
傳統(tǒng)雙饋型機組在轉(zhuǎn)速很低時，轉(zhuǎn)子繞組的開口電壓增大會導(dǎo)致變頻器過壓，因此，低風(fēng)速段一般采用恒定轉(zhuǎn)速運行，這使得在低風(fēng)速段機組實現(xiàn)最佳能量捕獲效率下降。另一方面，雙饋發(fā)電機的定子一直與電網(wǎng)連接，勵磁損耗恒定并沒有相應(yīng)隨著轉(zhuǎn)速降低，因此在低速區(qū)間運行時，雙饋機組的效率與直驅(qū)全功率變頻相比效率偏低。
因此，低風(fēng)速區(qū)采用全功率型電氣傳動鏈，通過弱磁控制技術(shù)提高發(fā)電效率。從原理上講，雙饋機組在低風(fēng)速時的變換方案有以下兩種方式：
第一種全功率變頻的感應(yīng)發(fā)電機模式：將發(fā)電機轉(zhuǎn)子三相在變頻器處短接導(dǎo)通，發(fā)電機定彩與變頻器的發(fā)電機機側(cè)端導(dǎo)通。系統(tǒng)原理，如圖3所示。
圖3：轉(zhuǎn)子短接，定子接變頻器的低風(fēng)工作模式
發(fā)電機轉(zhuǎn)子三相短接形成閉合線圈后，定子由變頻器勵磁提供啟動電流，在定子線留產(chǎn)生磁場。葉輪旋轉(zhuǎn)，在定子上感生出三相交流電流到變頻器的發(fā)電機機側(cè)，通過變頻器整流變成直流，再由變頻器的電網(wǎng)相同頻率的交流，送至電網(wǎng)。
另一種全功率變頻的感應(yīng)發(fā)電機模式：將發(fā)電機定子三相在變頻器處短接導(dǎo)通：轉(zhuǎn)子與變頻器機側(cè)相連的低風(fēng)速工作模式。系統(tǒng)原理，如圖4所示。
圖4：定子短接，轉(zhuǎn)子接變頻器的低風(fēng)工作模式
從轉(zhuǎn)換接線和實際操作來看，這種低風(fēng)工作變換模式較轉(zhuǎn)子短接、定子接變頻器變換方式更為簡捷，更便于實施和控制。在進行低風(fēng)工作模式切換時，雙饋工作模式中轉(zhuǎn)子與變頻器的連接方式不變，在變頻器的并網(wǎng)開關(guān)（或定子接觸器）處加以短接即可。因雙饋電發(fā)機的轉(zhuǎn)子開路電壓通常采用高電壓設(shè)計，使得轉(zhuǎn)子勵磁比定子勵磁具有更好的變頻器電流容量優(yōu)勢。另外，這種雙饋發(fā)電機變換模式還可以作“無風(fēng)啟機”之用，變換后就把雙饋電機切換為感應(yīng)電機模式。當(dāng)定子三相短接后，轉(zhuǎn)子由變頻器提供勵磁電流使葉輪旋轉(zhuǎn)起來，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到并網(wǎng)轉(zhuǎn)速后，調(diào)節(jié)變頻器勵磁從而達到雙饋機組在無風(fēng)條件下啟機、并網(wǎng)的目的，或判斷機組故障。
發(fā)電機定子三相短接后，形成閉合線圈，先由轉(zhuǎn)子通過變頻器勵磁提供啟動電流，在轉(zhuǎn)子線圈上產(chǎn)生磁場。葉輪旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子上感生出三相交流電流到變頻器機側(cè)，通過變頻器整流變成直流，再由變頻器的電網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生與電網(wǎng)相同頻率的交流，送至電網(wǎng)。
當(dāng)上述低風(fēng)工作模式用于提高機組效率時，變頻器均工作于“交一直一交”全功率變頻方式。此時，變頻器的工作原理與直驅(qū)機組相同，機組的工作方式和效率與直驅(qū)型機組類似，不再受最低并網(wǎng)轉(zhuǎn)速限制。
當(dāng)風(fēng)速較高，機組功率較大時，切回到通常的雙饋工作模式；運行機組工作于通常的雙饋工作模式，在風(fēng)速和機組功率低到一定程度后，通過控制系統(tǒng)再把雙饋模式自動切換到全功率變頻的低風(fēng)工作模式。
總之，無論是從低風(fēng)速全功率變頻模式切換到高風(fēng)速雙饋模式，還是，高風(fēng)速雙饋模式切換到低風(fēng)速全功率變頻模式，均能根據(jù)外界風(fēng)況條件在不停機的條件下實現(xiàn)兩種工作模式之間自由切換。
