在恒频／变速风力发电系统中，根据风速的状况可实时地调节发电机的转速，使风机运行在最佳叶尖速比附近，优化风机的运行效率，同时通过控制手段可以保证发电机向电网输出频率恒定的电功率。这种风力发电系统中较为常见的是双馈风力发电系统和永磁同步直驱风力发电系统。

图8-2　不可控整流器＋PWM逆变器

本书主要介绍永磁同步直驱风力发电系统，该系统并网结构如图8-2所示。该风力发电系统有三种并网结构，第1种是通过不可控整流器接PWM逆变器并网，如图8-2所示，采用二极管进行整流，结构简单，在中小变频调速装置中有较多的应用，成本相对较低，但是由于在低风速时发电机输出电压较低，能量将无法回馈至电网。

为克服低风速时的运行问题，当采用不可控整流器时，实际中往往采用第2种拓扑结构，在直流侧加入一个Boost升压电路，如图8-3所示。该电路结构具有如下优点：由于具有升压斩波环节，可以对发电机输出的电压放宽要求，拓宽了风机的工作范围；整流桥采用二极管不可控整流，成本相对较低，在大功率的时候更加明显，控制相对简单。但是，该种电路结构形式中，发电机侧功率因数不为1，且不可控，发电机功率损耗相对较大。(www.daowen.com)

图8-3　不可控整流器＋升压斩波电路＋PWM逆变器

第3种并网结构是通过两个全功率PWM变频器与电网相连，如图8-4所示。与二极管整流相比，这种方式可以控制有功功率和无功功率，调节发电机功率因数为1；不需要并联电容器作为元功补偿装置；风机采用变桨距控制可以追踪最大风能功率，提高风能利用率；定子通过两个全功率变频器并网，可以与直流输电的换流站相连，以直流电的形式向电网供电。但是，该种结构要求有两个与发电机功率相当的可控桥，当发电机功率较大时，成本显著增加。

图8-4　双PWM变流器