手机浏览网
为促进我国直驱型风力发电机组的研究和应用，结合双馈型风力发电机组进行了结构设计、运行控制技术、并网控制技术综述，通过分析对比，总结出直驱型风力发电机组的特点和优势。
0 引 言
随着风力发电机组单机容量的增大，双馈型风力发电机组存在的齿轮箱故障率高、油脂污染、噪声等缺陷日益突出，加之电机滑环和碳刷故障率高等问题，使得双馈型风电机组系统可靠性差、维护量大。尤其是随着机组单机容量的增大，更加突显出在低负荷运行情况下效率较低的缺陷。而因直驱型风力发电机组采用了叶轮对发电机的直接驱动方式，减少了中间齿轮箱增速环节，使得系统运行可靠性提高；发电机设计选择了永磁励磁技术，省除了励磁绕组、碳刷和滑环，使得发电机结构简单且技术可靠性高，不仅对电网的运行影响小，还能提高发电效率；并且在运行时，不需要从电网吸取无功功率来建立磁场，可以改善电网的功率系数；另外因采用了全功率变频器（AC-DC-AC）耦合电网，提高了机组的效率和可靠性，降低了设备的维护量和减少了污染，更容易实现低电压穿越和有功调节功能，更好满足电网对风力发电机组提出的并网要求。
本文对直驱型风力发电机组的结构设计、运行控制技术、并网控制技术等方面与双馈型风力发电机组进行了分析对比，介绍了直驱型风力发电机组技术特点和优势，希望为我国的直驱型风力发电机组的理论研究和应用提供参考。
图2：直驱型风力发电机组结构
1. 结构设计
风力发电机组的结构设计最主要的部分就是发电机、传动链、控制系统。
1.1 双馈型风力发电机组结构设计
双馈型风力发电机组即风轮通过多级齿轮增速箱驱动双馈异步发电机，主要结构包括风轮、传动装置、发电机、控制系统等组成（结构见图1）。
双馈型风力发电机组由于发电机转速比较高，风轮必须通过齿轮箱增速连接发电机，双馈发电机存在碳刷和滑环，使得系统成本高、可靠性差、维护量大、齿轮箱噪声和漏油污染。双馈型风力发电机组机械最大的难点就是5-10 年需要更换齿轮箱，机组的后期维护成本太高，又需要定期维护发电机碳刷，由于定子电流比较大，对滑环的要求也很高。
1.2 直驱型风力发电机组的结构设计
直驱型风力发电机组即风轮直接驱动发电机，主要结构包括风轮、传动装置、发电机、控制系统等组成（结构见图2）。
直驱型风力发电机组叶轮直接驱动永磁同步发电机，通过全功率变频器（AC-DC-AC）与电网连接，由于发电机转速低，通常发电机极对数较多，低转速，大转矩，径向尺寸较大，轴向尺寸较小，呈圆环状；由于省去了齿轮增速箱环节，从而简化了传动链，提高了系统效率，降低了机械噪声，减小了维修量，提高了机组的寿命和运行可靠性；发电机通过变频器（AC-DC-AC）与电网隔离，因此其应对电网故障的能力更强，更容易实现低电压穿越功能。
