Порівняння між асинхронним генератором і синхронним генератором
У Німеччині перша великомасштабна вітроенергетика із змінною швидкістю (3 МВт, діаметр ротора до 10 м) народилася в 1980 році, але проект не був дуже успішним через механічні проблеми. У той час вартість силових пристроїв була досить високою. Таким чином, обладнання для виробництва електроенергії вітром часто використовувало дворазовий асинхронний генератор з невеликим ковзанням для економії витрат на перетворювач.
750kw змінна швидкість або навіть більша енергія вітру енергія що фактично була використана для комерційної операції народилася у Данії та Німеччині у 1995.
На заводі «Dennis Equipment Factory» почалося проектування вітроенергетичного обладнання постійної швидкості. Це пояснюється головним чином тим, що швидкість вітру Данії є відносно стабільною порівняно з Німеччиною. Однак для вітрових турбін потужністю понад 1 МВт вони також прийняли схему перемикання через проблему конструкції коробки передач. Але на початку, фабрика Деннісського обладнання все ще використовувала невеликий ковзанок, тому система подвійної подачі більш економічна.
У 1988 році перша вітроелектростанція потужністю 50 кВт була оснащена синхронним генератором і шестипульсним тиристорним перетворювачем. Пізніше був використаний 12-імпульсний перетворювач, але за рахунок гармонійних спотворень ця техніка не тривала. Асинхронна система потужністю 750 кВт почалася в 1993 році, коли ковзаюче кільце було проблематичним. Генератори, вироблені великою австралійською компанією, також були змінені п'ять разів, але час роботи ще менше двох місяців. Через рік вони відмовилися від дворазової асинхронної системи і замінили асинхронний генератор синхронним генератором. Ми виявили, що, оскільки структура синхронної системи стає простішою, вартість синхронного системного перетворювача не вище, ніж у двонаправленої асинхронної системи.
На рисунку 1 ми бачимо схему системи: синхронний генератор, діодний випрямний міст, підсилювач, підключений до шини постійного струму, і перетворювач IGBT.
На малюнку 2 ми бачимо: асинхронний генератор з ковзним кільцем, випрямний міст IGBT, шину постійного струму і перетворювач IGBT. Деякі компанії використовують цю систему.
Ще однією перевагою перетворювача на стороні сітки є характеристики перетворювача, коли напруга мережі змінюється дуже швидко.
Система дворазового живлення працює добре, коли напруга та частота сітки стабільні. При використанні системи дворазового живлення, коли напруга сітки раптово змінюється від 100% до 60%, струм IGBT сторони генератора збільшиться в 4 рази від номінального струму, а крутний момент вала генератора також збільшиться в 4 рази від номінального крутного моменту. У цей час коробка передач буде знищена. Якщо ви не хочете використовувати дуже великі IGBT і хочете зберегти всю систему від пошкодження під час перенапруги, то вам доведеться використовувати шунт на стороні генератора. У вітроенергетичних додатках, ми повинні розглянути життя IGBT. Щоб підвищити надійність драйверів вітроенергетики, IGBTs повинні мати високий потенціал робочого циклу. У цій заявці технологія SKIIP (без мідної підкладки, технологія обпресування) дуже популярна, у вітроенергетиці домінує SEMIKRON.
