一、定義

變流器，即使電源系統的電壓、頻率、相數和其他電量或特性發生變化的電器設備。

而風電變流器，采用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術，使風力發電機的定子側輸出電壓的幅值、頻率和相位與電網相同。

二、工作原理：

采用三相電壓型交-直-交雙向變流器技術，核心控制采用具有快速浮點運算能力的“雙DSP的全數碼化控制器”；在發電機的轉子側變流器實現定子磁場定向向量控制策略，電網側變流器實現電網電壓定向向量控制策略；系統具有輸入輸出功率因子可調、自動軟并網和最大功率點跟蹤控制功能。功率組件采用高開關頻率的IGBT功率器件，以保證良好的輸出波形。

四、系統構成：

變流器由主電路系統、配電系統以及控制系統構成。

主電路系統包括：轉子側逆變器、直流母線單元、電網側整流器。

配電系統包括：并網接觸器、主斷路器、繼電器、變壓器。

控制系統包括：高速數碼訊號處理器（DSP）、人機操作接口和可程式設計邏輯控制器（PLC）。配備不斷電供應系統（UPS）。

上述各系統分配到控制柜、功率柜、并網柜中。

控制柜包括：主控箱、PLC、濾波器、電源組件。主要對采集回的各種類比數碼信號進行分析,發出控制指令,控制變流器的運行狀態。

功率柜包括：功率組件、IGBT、PLC、JCE1005-FS電流傳感器、風機、有源Crowbar。主要負責轉子滑差能量的傳遞。

并網柜包括：斷路器、接觸器、信號采集元件、UPS、加熱器、信號接口部分等。主要用于變流器與發電機系統和電網連接控制、一些控制信號的采集以及二次回路的配置。

三、優點：

1、變流器能實現寬風速范圍內的變速恒頻發電，改善風機效率和傳輸鏈的工作狀況，減小并網沖擊電流對電機和電網造成的不利影響，提高運行效率，提升風能利用率；

2、變流器提供多種通信接口，如Profibus,CANopen等（可根據使用者要求擴展），使用者可通過這些接口方便地實現變流器與系統控制器及風場遠端監控系統的集成控制；

3、變流器配電系統提供雷擊、過流、過壓、過溫等保護功能；

4、變流器提供即時監控功能，用戶可以即時監控風機變流器運行狀態；

5、具備高可靠性，可根據海拔進行特殊設計，可以按客戶定制實現低溫、高溫、防塵、防鹽霧等運行要求；

6、組件化設計，組合式結構，安裝維護便捷。

四、分類：

1、背靠背雙脈寬調制（PWM）變流器：主要運用在典型的雙饋和永磁直驅變速恒頻風電系統中，包括電機側變流器（或轉子側變流器）與電網側變流器，能量可以雙向流動。背靠背雙PWM變流器是目前風電系統中常見的一種拓撲，國外公司如abb，alstom，國內公司如合肥陽光電源等，均有這類變流器產品。

2、直驅式變流器：即“不控整流+boost變換器+逆變拓撲”結構，多用于直驅型風電系統。通過boost變換器實現輸入側功率因子校正，提高發電機的運行效率，保持直流側電壓的穩定，對pmsg的電磁轉矩和轉速進行控制，實現變速恒頻運行，在額定風速以下具有最大風能捕獲功能。國外enercon、國內合肥陽光電源等公司有這種產品。

3、多電平變流器：主要運用于大容量的風電機組。變流器采用多電平方式后，可在常規功率器件耐壓基礎上，實現高電壓等級，獲得更多級（臺階）的輸出電壓，使波形更接近正弦，諧波含量少，電壓變化率小，并獲得更大的輸出容量。與兩電平雙pwm變流器相比，功率器件和電容增加一倍，并額外增加箝位二極管；直流側電容由兩個完全一樣的電容串聯組成，電容的中點作為變換器的箝位點，由網側變換器保持直流側兩個電容的電壓均衡。這種結構在風電中的應用目前已經比較成熟。