永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和前景 　　我國風(fēng)能資源非常豐富，可開發(fā)的風(fēng)能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國陸地風(fēng)能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦，海上風(fēng)能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風(fēng)能資源比較集中，“三北”地區(qū)（華北、東北和西北）以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風(fēng)能資源開發(fā)量約占全國的80%.風(fēng)能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度，與電力負(fù)荷則呈逆向分布。 “十三五”時(shí)期，我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量占發(fā)電機(jī)總?cè)萘勘壤龑⑦M(jìn)一步加大，出于電網(wǎng)考慮，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必須在“低電壓穿越”保障下“御風(fēng)而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關(guān)人士透露，2020年陸地風(fēng)電的成本將與煤電持平，之后風(fēng)電將逐步脫離 補(bǔ)貼，“降低成本”也成為風(fēng)電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚(yáng)州市引江發(fā)電設(shè)備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)低成本制造，使機(jī)組極易實(shí)現(xiàn)低電壓穿越，在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。 永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于機(jī)械損耗小、運(yùn)行效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機(jī)型受到社會(huì)廣泛關(guān)注，并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)、變頻器和變壓器組成。 （1）基本原理 永磁同步風(fēng)力發(fā)電的基本原理，就是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類似，只是所采用的發(fā)電機(jī)為永磁式發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu)，不需外部提供勵(lì)磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實(shí)現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機(jī)的變頻的交流電通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。 （2）技術(shù)特點(diǎn) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和更新，由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善，永磁同步發(fā)電機(jī)已變得越來越具吸引力了。 采用永磁同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1）永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)不需要?jiǎng)?lì)磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)；2）變速運(yùn)行范圍寬，即可超同步運(yùn)行也可以亞同步運(yùn)行；3）轉(zhuǎn)子無勵(lì)磁繞組，磁極結(jié)構(gòu)簡單、變頻器容量小，可以做成多極電機(jī)；4）同步轉(zhuǎn)速降低，使風(fēng)輪機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)可直接耦合，省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作并降低噪聲，使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。 （3）適用場合 1）在電力供應(yīng)匱乏、交通不便、燃料短缺，但是風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以解決部分用電問題，如為高速公路照明設(shè)備提供電源等；2）在單機(jī)容量比較小的風(fēng)場，永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網(wǎng)發(fā)電；3）為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠(yuǎn)、負(fù)載較輕的用戶，提供電力。

影響高壓發(fā)電機(jī)選擇接地方式的因素 高電壓發(fā)電機(jī)組的接地保護(hù)接地是為保證電工設(shè)備正常工作和人身而采取的一種用電措施，通過金屬導(dǎo)線與接地裝置連接來實(shí)現(xiàn)，常用的有保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。接地裝置將電工設(shè)備和其他生產(chǎn)設(shè)備上可能產(chǎn)生的漏電流、靜電荷以及雷電電流等引入地下，從而避免人身觸電和可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸等事故。 高壓發(fā)電機(jī)不可缺少的是高壓發(fā)電機(jī)接地保護(hù)，確保使用，影響選擇接地方式的因素有: 1) 供電可靠性； 2）人身設(shè)備； 3) 過電壓因素； 4) 繼電保護(hù)； 5)高壓發(fā)電機(jī)的投資。在機(jī)組系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，由于電容電流超前電壓90°,當(dāng)故障點(diǎn)的電容電流在第個(gè)半波過零熄弧時(shí)，加在故障點(diǎn)上的電壓正好為峰值，若電容電流過大，空氣游離嚴(yán)重，極易把故障點(diǎn)重新?lián)舸＿@種重燃有時(shí)不可避免。但多次重燃將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓振蕩，發(fā)生間歇性弧光過電壓。這種過電壓時(shí)間長、幅值高、能量大、缺乏有效手段加以防護(hù)。避雷器在這種過電壓的長時(shí)間作用下，會(huì)加速老化，甚至損壞。因此，首先應(yīng)采取措施避免這種過電壓的發(fā)生。發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的原動(dòng)力，在運(yùn)行中必須具備對突發(fā)性故障的應(yīng)變能力，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式與此有密切的關(guān)系。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式有：①中性點(diǎn)直接接地②中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地③中性點(diǎn)不接地④中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地⑤中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中，發(fā)生單相接地是常見的故障，故障點(diǎn)出現(xiàn)電弧接地時(shí)會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大定子繞組絕緣損害甚至導(dǎo)致鐵芯灼傷燒結(jié)，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并快速切除，故障將發(fā)展成為相間或匝間短路。基于上述原因，國際廣泛采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)高阻接地，以限制接地電流，防止各種過電壓的危害，取得了良好的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式于20世紀(jì)90年代開始應(yīng)用于我國配電網(wǎng)系統(tǒng)中，目前已廣泛地應(yīng)用于我國城市供電系統(tǒng)、電廠、地鐵、冶金及石化等系統(tǒng)。