卜飞飞 胡育文 黄文新 庄圣伦 邱 鑫

（南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室 南京 210016）

1 引言

风力发电是目前风能最主要的利用形式，也是近年来可再生能源发电中发展最为迅速的技术之一，受到了广泛关注和深入研究[1]。由于风能具有很强的随机性和不稳定性，特别是随季节变化，它常分布在很宽的风速范围内，包括高风速区和低风速区[1]。另外，在一些年平均风速不高的地区，风能还会常年集中在中、低风速区[2]。因此，若能拓宽风能利用范围，尤其是能有效利用低风速区的风能，则将大大提高风电机组的年发电量和经济效益。

为适应风速的大范围变化，以实现风能的最大限度利用，风力发电系统应具有宽变速运行能力。然而，目前主流风力发电系统——双馈异步电机风力发电系统和永磁电机风力发电系统，由于受限于变换器容量、发电效率以及系统成本等因素，它们变速运行的转速范围通常都不大，多为 1:2～1:3[3-5]，不易在更宽的转速范围内发电，更没有过多地考虑低风速风能的利用，当然这对风速较稳定、风能资源较丰富的地区影响并不大，也是合理的。但是，若将它们应用于风速变化较大或年平均风速不高的地区，就显得很不合适，也很不经济。

针对上述问题，有不少文献提出了解决方案[6-9]。例如，文献[6]于 2009年提出了一种能宽转速运行的定子双绕组异步电机（DWIG）风力发电系统。该发电系统通过将原有DWIG发电系统[9-12]中分……