摘要：如今对能源的消耗越来越大，为了缓解不可再生能源的压力，人们开始逐渐应用高新技术利用可再生能源，风是一种常见的资源，可以通过风力发电来缓解城市供电网的压力，而且风力发电的过程非常环保，没有污染物，实际工作当中风力发电机组不需要复杂的配套设备，建设过程比较灵活。本文对风电设备中应用的变频技术进行深入研究，比较分析发电系统中常用的变频装置，希望可以为发电系统的研发提供帮助。
关键词：变速恒频；变频技术
一、研究变频技术的意义
目前我国每年都需要大量的电力资源，给发电机组带来非常大的生产压力，发电机组可以分为火力发电和风力发电，现有技术应用到风力发电中会有更安全的运行效果，而且使用的时间也比火力发电机组的时间长。这几年来，我国风力发电机组的装机容量越来越大，与以前相比，有很大幅度的提高。风力发电机组的主要功能就是将风能转化为电能，但是在风能转化为电能的过程中，由于设备的原因，转化的效率会有很大程度的差别，如何提高发电机组的转换效率，是研究发电技术的主要内容。
风力发电系统可以分为变速恒频发电系统和恒速恒频发电系统，这两种发电系统有本质上的区别。自然界中的风速是不断变化的，恒速恒频发电机组的运作机理就是使发电机组的转速保持一定的速度，通过这种发电机组可以使系统输出固定频率的电压，电压的变化在很小的范围内，但是这种发电机组在应用时，不能在最大程度上捕获风能，只有当风速到达一定的水平，才能将风能转化为电能，在实际应用过程中发电效率较低。当下人们开始越来越多地关注变速恒频风力发电机组，这种发电系统可以根据风速的变化而调整的转速，这样一来就能从最大程度上捕获风能，可以在最大范围内利用风能，风速变化的范围较大，使转换效率提高，如今人们对这种发电机组，不断进行更加深入的研究，探索其稳定的应用价值和更高效率的转换工作。
在大量的风电机组中，变速恒频双馈风力发电机组的应用是最为广泛的，这种发电机组调节发电机转转速变化的过程，主要是通过转子交流励磁变换，在实际工作中，根据风速的变化，对转子电流频率的大小进行调节，从而使磁场的旋转速度得以改变，调节发电机的转速，使电网可以输出稳定的电流，最大程度上捕获外界的风，即使风速在不断变化，也能输出稳定的电流。
二、交流励磁结构
在风力发电机组，交流励磁控制方式中经常使用的变频装置主要分为四种。首先是PWM变换器，这种变换器又称为两电平电压型双PWM变换器，变换器内部的原件用直流母线连接，在实际工作当中会通过PWM变换器的状态变化来实现变频功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种变频装置有明显的优势，如今对这种技术的研究，已经有较长的时间，技术的应用比较成熟，而且市场上有与其相配套的设备，在使用时有较低的成本，相应的功率模块可以在市场上直接找到，这种变换器内部的两个原件是相互独立的，可以适应不同的电网故障，而且应用这种变换器可以有效控制电压，保证发电机组可以输出稳定的电压，但是这种变频装置的缺点是使用周期较短，而且有些部位的损耗，会比其他变频装置更严重。
在风力发电机组中经常使用的还有交直交电压源和电流源并联型变频器，这种变频器的主变换器是电流源，可以为机器提供功率流动，辅助变换器是电压源，在机器中只是辅助主变换器，其中的电流量比较少，通过实际检验发现在使用这种变换器时，开关的功率损耗比较少，可以有效减少开关的损坏。在这种变换器的内部，也有很多独立的单元，在每一个单元内都可以自己进行独立工作，独立对系统进行控制，整体上来看这种变频器具有复杂的控制软件，而且硬件成本较高。
交交直接变频器，是直接通过晶闸管的作用来实现频率的变化，晶闸管作为这种变频器的开关器件，可以控制交流电压的正负变化，在应用这种变频器时，可以对电压进行科学的控制，实现频率的变化，在使用过程中，变频器的运行比较稳定，有良好的工作状态。这种变频器适用于功率大频率低的频率，但是通过这种变频器输出的电压一般较低，所以容易出现高次谐波，对电路控制起来比较复杂，工作机理也比较复杂，一旦出现故障检修起来比较麻烦。
三、变频技术的应用及发展前景
其实变速恒频发动机组也是一种变频节能技术的应用，变速恒频发电机组转速的调节，主要是调整磁场中电机的转速，从而适应外界风速的变化，在这个过程中也节约了能源，节约能源的关键就是变频器的应用，这一方法先前是在工业生产当中应用，在工业生产当中可以有效节约能源，提高工作效率，减少能源的浪费，但是这种方法也逐渐被引入到风力发电当中，因为工业领域需要大量的能源，所以能源的压力越来越大，需要在能源领域中使用变频技术，从而节约能源的浪费，尽可能的保证风能转化为电能，目前而言，变频技术的应用也比较广泛，在实际工作当中，通过变频器的应用改变电机的转速，调整电机的工作状态，但是并没有严格要求调整的精度，放松了对技术的要求，所以在风力发电机当中可以广泛应用这一技术。
随着人们对能源的需求越来越高，人们越来越重视变频技术的应用，合理的使用变频技术，可以有效提高能源转化的效率，这一技术已经不仅适用于能源转化当中，同样适用于一些新型企业，企业在进行工作改造时，可以通过变频技术的使用来改造相应设备，被变频技术改造后的设备也会逐渐应用于更广泛的领域。
四、结束语
总而言之，在风电设备的应用中，使用变频节能技术，可以有效提高风能转化为电能的效率。变频节能技术可以自行改变发电机的频率，达到节能减排的效果，这种接受在广泛应用于各领域的同时，也会在风电设备的应用当中展现自己的价值，随着进一步的科学研究和科学技术的改进，变频技术在风电设备领域中的应用会越来越成熟，在未来会使能源的转化上升到更高的水平。
参考文献
[1]肖运启,王乙.基于混合建模仿真的大型风电场降损控制[J/OL].系统仿真学报，2018（05）
[2]武建华.分析变频技术在煤矿主扇风机节能改造中的应用[J].石化技术,2019(11)
论文作者:阿不都卡地尔•阿不都热依木
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
标签：变换器论文; 技术论文; 变频器论文; 风能论文; 机组论文; 电压论文; 风速论文; 《电力设备》2019年第20期论文;