一個完整的風電機組主要由風機、控制器、控制和保護系統(tǒng)、電力電子系統(tǒng)構(gòu)成；其支撐結(jié)構(gòu)包括塔筒和下部結(jié)構(gòu),下部結(jié)構(gòu)分為固定式和漂浮式兩種形式。

風力發(fā)電機通常使用三種不同類型的主發(fā)電機:感應(yīng)發(fā)電機(IG)、雙饋發(fā)電機(DFG),以及電動或永磁勵磁同步發(fā)電機(EESG或PMSG)。從理論的角度來看,這些類型的發(fā)電機可以與上面提到的三種主要動力傳動系統(tǒng)結(jié)合使用。在實際應(yīng)用中,感應(yīng)發(fā)電機的重量比其他類型的更大,因此不適用于中速和直驅(qū)動力傳動系統(tǒng)。將永磁材料用于勵磁同步發(fā)電機,在效率、比容和重量方面具有很大的優(yōu)勢,然而還沒有直驅(qū)風力發(fā)電機組的應(yīng)用能夠產(chǎn)業(yè)化,另外稀土材料價格的波動也會對成本產(chǎn)生負面影響。例如,2011年,1kg生釹的價格從36歐元開始,至7月達到頂級水平195歐元,并在年底回落到110歐元。在同一時間段內(nèi),1kg生鏑的價格在243~975歐元,最高峰值為1700歐元。目前,直驅(qū)式發(fā)電機設(shè)計每兆瓦額定發(fā)電機功率需要600~800kg永磁材料,其中30%是稀土材料,如釹或鏑。

下圖為雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)示意圖。風輪機需通過增速齒輪箱連接至轉(zhuǎn)速較高的雙饋異步發(fā)電機轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子的勵磁繞組通過轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器連接至電網(wǎng),定子繞組直接并網(wǎng)。雙饋發(fā)電機系統(tǒng)通過勵磁變換器控制轉(zhuǎn)子電流的頻率、相位和幅值間接調(diào)節(jié)定子側(cè)的輸出功率,具有調(diào)速范圍較寬、有功和無功功率可獨立調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)子勵磁變換器的容量較小(約30%發(fā)電機額定容量)等優(yōu)點,在陸上和海上風電場中都有廣泛應(yīng)用。

下圖為永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)示意圖。風輪機與永磁同步發(fā)電機直接相連,發(fā)電機的定子繞組通過定子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器連接至電網(wǎng)。永磁直驅(qū)式風電機組與雙饋風電機組相比,轉(zhuǎn)子為永磁體勵磁,無需外部提供勵磁電源,消除勵磁損耗。風輪與發(fā)電機轉(zhuǎn)子之間省去了增速齒輪箱,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低,發(fā)電機的極對數(shù)很多,通常在90極以上,因而發(fā)電機體積較大。永磁直驅(qū)式風電機組定子繞組需采用全功率變換器并網(wǎng),變換器容量與發(fā)電機額定容量相當。永磁直驅(qū)風機系統(tǒng)具有效率較高、噪聲低、低電壓穿越能力較強等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于陸上和海上風電場。

但不論何種類型的風力發(fā)電機，其背后都將把電力輸送到后方并網(wǎng)。將風電進行電壓電流的調(diào)適，就需要用到風力發(fā)電箱式變電站，新馳電氣目前就有從事風力發(fā)電箱式變電站的開發(fā)和制造，并在市場上取得了不錯的反饋。