風(fēng)力發(fā)電是低碳新能源中最具開發(fā)條件，商業(yè)化發(fā)展前景和潛力最大的的發(fā)電方式之一。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用推廣，對風(fēng)力發(fā)電的效率和電能質(zhì)量的要求越來越高，而應(yīng)用電力電子技術(shù)和控制技術(shù)是有效的實(shí)現(xiàn)手段，本文總結(jié)了在風(fēng)力發(fā)電中應(yīng)用較多的幾種電力電子器件及控制技術(shù)，分析了各種方法的特點(diǎn)、功用和發(fā)展。

風(fēng)能是潔凈的，可再生的，儲量很大的低碳能源，為了緩解能源危機(jī)和供電壓力，改善生存環(huán)境，在20世紀(jì)70年代中葉以后受到重視和開發(fā)利用。風(fēng)力發(fā)電有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：施工周期短，投資靈活，實(shí)際占地少，對土地要求低等，但仍在并網(wǎng)、輸電、風(fēng)機(jī)控制等方面存在問題，阻礙了風(fēng)力發(fā)電的廣泛應(yīng)用。因此，要大規(guī)模的應(yīng)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)到風(fēng)力發(fā)電當(dāng)中，有效的解決現(xiàn)有問題，使得風(fēng)力發(fā)電成為電力行業(yè)的生力軍。本文將從不同角度展現(xiàn)電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用。

一、電力電子器件

電力電子技術(shù)快速發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)源于電力電子器件的發(fā)展，而先進(jìn)的電力電子器件為其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.IGBT

在二十多年的發(fā)展歷程中，除了保持IGBT基本結(jié)構(gòu)、基本原理的特點(diǎn)不變之外，它經(jīng)歷了六代有各自特色的演變。迄今為止IGBT仍是風(fēng)力發(fā)電工程中使用的最廣泛的功率器件,在風(fēng)力發(fā)電中，因?yàn)轱L(fēng)速經(jīng)常變化，IGBT模塊在很短的時(shí)間內(nèi)溫度波動起伏大，會導(dǎo)致芯片和銅底片之間以及銅底片和基板之間的焊接部分承受大量的周期性的熱-機(jī)械應(yīng)力，所以提高模塊應(yīng)力十分重要。此外，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙中空間的節(jié)省不是一個(gè)小問題，提高模塊功率密度也不容忽視。IGBT的電壓源換流器具有關(guān)斷電流的能力，可以應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)進(jìn)行無源逆變，解決了用直流輸電向無交流電源的負(fù)荷點(diǎn)送電的問題[1]。

科學(xué)家針對風(fēng)力系統(tǒng)特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)了一種采用由IGBT組成的“H”型SPWM逆變器，通過控制“H”型逆變器中IGBT的開關(guān)波形，可以控制輸出電流;通過控制SPWM的起始角θ，可以使逆變器以功率因數(shù)為1的方式向電網(wǎng)輸送能源，并使諧波因數(shù)、畸變因數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求[2]。