雙饋異步風力發電機

雙饋異步風力發電機（DFIG，Doubly fed Induction Generator）是一種繞線式感應發電機，是變速恆頻風力發電機組的核心部件，也是風力發電機組國產化的關鍵部件之一。該發電機主要由電機本體和冷卻系統兩大部分組成。電機本體由定子、轉子和軸承系統組成，冷卻系統分為水冷、空空冷和空水冷三種結構 ^[1]  。

雙饋異步發電機的定子繞組直接與電網相連，轉子繞組通過變流器與電網連接，轉子繞組電源的頻率、電壓、幅值和相位按運行要求由變頻器自動調節，機組可以在不同的轉速下實現恆頻發電，滿足用電負載和併網的要求。由於採用了交流勵磁，發電機和電力系統構成了"柔性連接"，即可以根據電網電壓、電流和發電機的轉速來調節勵磁電流，精確的調節發電機輸出電流，使其能滿足要求。

雙饋感應發電機由定子繞組直連定頻三相電網的繞線型感應發電機和安裝在轉子繞組上的雙向背靠背IGBT電壓源變流器組成。

”雙饋“的含義是定子和轉子都可以和電網進行功率交換，而一般異步機只能由定子和電網交換功率。該系統允許在限定的大範圍內變速運行。通過注入變流器的轉子電流，變流器對機械頻率和電頻率之差進行補償。在正常運行和故障期間，發電機的運轉狀態由變流器及其控制器管理。

變流器由兩部分組成：轉子側變流器和電網側變流器，它們是彼此獨立控制的。電力電子變流器的主要原理是轉子側變流器通過控制轉子電流分量控制有功功率和無功功率，而電網側變流器控制直流母線電壓並確保變流器運行在統一功率因數（即零無功功率）。

功率是饋入轉子還是從轉子提取取決於傳動鏈的運行條件：在超同步狀態，功率從轉子通過變流器饋入電網；而在欠同步狀態，功率反方向傳送。在兩種情況（超同步和欠同步）下，定子都向電網饋電。

首先，它能控制無功功率，並通過獨立控制轉子勵磁電流解耦有功功率和無功功率控制。其次，雙饋感應發電機無需從電網勵磁，而從轉子電路中勵磁。最後，它還能產生無功功率，並可以通過電網側變流器傳送給定子。但是，電網側變流器正常工作在單位功率因數，並不包含風力機與電網的無功功率交換。