Usporedba između asinhronog generatora i sinkronog generatora
U Njemačkoj je prva velika vjetroelektrana promjenjive brzine (3 MW, promjer rotora do 10 m) rođena 1980. godine, ali projekt nije bio uspješan zbog mehaničkih problema. Tada je trošak uređaja bio prilično visok. Stoga, oprema za proizvodnju energije vjetra često koristi dvostruko napajani asinhroni generator sa malim klizanjem kako bi se uštedio trošak pretvarača.
Promenljiva brzina od 750 kW ili čak veća vetroelektrana koja je zapravo korišćena za komercijalnu operaciju rođena je u Danskoj i Nemačkoj 1995. godine.
Fabrika Dennis opreme počela je sa projektovanjem opreme za vetrenje sa stalnom brzinom. To je uglavnom zbog činjenice da je brzina vjetra u Danskoj relativno stabilna u odnosu na Njemačku. Međutim, za turbine na vetar iznad 1 MW, usvojile su i shemu pomeranja zbog problema dizajna menjača. Ali, na početku, fabrika Dennis opreme i dalje je koristila male propuste, tako da je dvostruko napajani sistem ekonomičniji.
Godine 1988. prva vjetroelektrana snage 50 kW opremljena je sinhronim generatorom i šestostepenim tiristorskim pretvaračem. Kasnije je korišten 12-pulsni pretvarač, ali zbog harmonijskog izobličenja ova tehnika nije trajala. Asinkroni sistem dvostrukog napajanja od 750 kW počeo je 1993. godine, gdje je klizni prsten bio problematičan. Generatori koje proizvodi velika australijska kompanija takođe su modifikovani pet puta, ali vreme rada je još uvek manje od dva meseca. Godinu dana kasnije, napustili su dvostruko napajani asinhroni sistem i zamijenili asinhroni generator sa sinkronim generatorom. Utvrdili smo da, budući da struktura sinhronog sistema postaje jednostavnija, troškovi konvertora sinhronog sistema nisu viši od troškova dvostruko napajanog asinhronog sistema.
Na slici 1 možemo vidjeti sklop sustava: sinkroni generator, diodni ispravljački most, pojačivač priključen na DC sabirnicu i IGBT konverter.
Na slici 2 možemo vidjeti: asinhroni generator s kliznim prstenom, IGBT ispravljački most, DC sabirnicu i IGBT pretvarač. Neke kompanije koriste sistem.
Još jedna prednost pretvarača na strani mreže je karakteristika pretvarača kada se napon mreže menja veoma brzo.
Dvostruko napajani sistem dobro radi kada su napon i frekvencija mreže stabilni. Kada se koristi sistem dvostrukog napajanja, kada se napon mreže iznenada promeni od 100% do 60%, struja IGBT na strani generatora će se povećati na 4 puta nazivnu struju, a obrtni moment osovine generatora će se takođe povećati do 4 puta od nominalnog momenta. U ovom trenutku, menjač će biti uništen. Ako ne želite koristiti vrlo velike IGBT-ove i želite da cijeli sustav ne bude oštećen tijekom prenapona, onda morate koristiti šant na strani generatora. U primjenama energije vjetra, moramo uzeti u obzir život IGBT. Da bi se poboljšala pouzdanost vozača energije vjetra, IGBTs moraju imati visoku radnu sposobnost. U ovoj aplikaciji, SKIIP (bez bakarne podloge, tehnologija presovanja) je vrlo popularan, u industriji vjetroelektrana, SEMIKRON dominira.
