风电科普概述：
 
风电是目前技术最成熟、最具规模化开发条件和最具商业化发展前景的新能源，风电产业是我国重要的战略性新型产业 。近5年来，我国一直都是全球风电装机增长速度最快、新增风机装机容最大的国家。国家能源局发布2019年风电和光伏发电并网运行情况：2019年风电发电量达到4057亿千瓦时，占总发电量5.33%；光伏发电量2238亿千瓦时，占总发电量2.94%，同比增长率均保持两位数增长。风电利用小时数较高的地区是云南、四川和广西；光伏利用小时数最高的是东北地区。
 
风电变流器是风电机组的核心部件之一，在风力发电系统中占有非常重要的地位。变流技术的应用不仅有利于机组提高效率，同时能对机组的柔性运行和电网的安全稳定运行起到良好作用。风电变流器可以优化风力发电系统的运行，实现宽风速范围内的变速恒频发电，改善风机效率和传输链的工作状况，减少发电机损耗，提高运行效率，提升风能利用率。
 
01风力发电机全功率和双馈的区别在于发电机与变频器
 
1.双馈变流器
 
目前国内双馈变流器用于变速恒频双馈风力发电系统，风轮通过升速齿轮箱与双馈异步发电机主轴相连，将机械驱动转矩传递到双馈异步发电机轴，发电机定子直接连接电网，变流器一侧连接发电机转子，另一侧连所采用的接电网。通过改变转子中的励磁电流的频率，使得在定子上发出与电网电压、频率相同的电力，输入电网。
 
发电机的转速控制需要风电机组整机控制系统通过变流器的电流控制来实现，发电机转子电流由变流器供给，通过控制转子电流的转差频率，来实现发电机定子输出电压与电网同步。因发电机的电功率一部分直接经定子馈送到电网，另外一部分由转子经变流器馈送到电网，故这里的发电机称为双馈型发电机，变流器相应地被习惯称作双馈变流器。双馈变流器额定功率一般只需为双馈异步发电机额定功率的1/3~1/2。
 
 
 
 
 
2.全功率变流器
 
全功率变流器主要用于直驱或半直驱式同步风力发电机系统，风轮直接或通过升速齿轮箱与发电机主轴连接，将机械驱动转矩传递到发电机轴，变流器一侧连接发电机定子，一侧连接电网。将发电机发出的电压、频率不同的电力，经过整流、逆变后变成与电网电压、频率相同的电力，输入电网。
 
这里的发电机可以为永磁或电励磁同步发电机，当然也有采用异步发电机的。发电机的转速控制需要风电机组整机控制系统通过变流器的电流控制来实现，因发电机所有的发电功率需要经变流器馈送到电网，故这里的变流器被习惯称为全功率变流器或者全馈变流器，考虑系统发热损耗，全功率变流器的额定功率略大于发电机额定功率。
 
 
02全功率和双馈的相同点及不同点
 
1.相同点：
 
两者都采用了PMM背靠背方案，两者拓扑，主要器件及配置方案基本相同，可以理解将双馈变流器的的接线由转子改到定子即可。同时在控制策略方面，网侧和电机侧的策略基本相同，网侧控制电压恒定和1功率因数，机侧控制发电机力矩。
 
2.不同点：
 
两者并网策略和低电压穿越策略不同。由于电机与电网隔开，所以低电压穿越直驱要比双馈容易控制。在机组配置方面双馈机组必须配置增速齿轮箱。
 
 
 
03全功率和双馈的优缺点
 
由于双馈型风电机组转速调节范围大，采用部分变频，故变频器容量小，价格低，在成本上有一定的吸引力，所以目前大部分的风电机组都是双馈型。但是齿轮箱造价昂贵、机械故障多、后期维护工作大，也是其最大的缺点。直驱型风电机组采用永磁同步电机，风轮与电机直接耦合，其取消了沉重的增速齿轮箱，具有高效率、低噪声、高寿命、减小机组体积、降低运行维护成本等优点。
 
 
 
两种风力发电机都可使风机实现变速运行以提高风力发电机捕捉风力的效率，双馈的优点在于变频器的功率可以只有风机功率的三分之一，这样可以降低成本， 但这也使风机对电网的波动比较敏感，在电网电压波动时，比较容易跳闸脱网。全功率风力发电机一般采用永磁发电机(也可以是其它类型的，但目前多用的是永磁同步发电机)，成本比较高，但这样发电机与电网实现隔离，发电机受到冲击小，所以寿命长，故障率低，特别是对电网波动的敏感度小，可不增加任何设备实现低电压穿越功能，在电网故障时，可以发出无功，以维持电网电压，可以说是电网友好型风机，随着可控硅部件的成本降低，今后的风机发展应该是这个方向。