一個(gè)完整的風(fēng)電機(jī)組主要由風(fēng)機(jī)、控制器、控制和保護(hù)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(fēng)力發(fā)電機(jī)通常使用三種不同類(lèi)型的主發(fā)電機(jī):感應(yīng)發(fā)電機(jī)(IG)、雙饋發(fā)電機(jī)(DFG),以及電動(dòng)或永磁勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)(EESG或PMSG)。從理論的角度來(lái)看,這些類(lèi)型的發(fā)電機(jī)可以與上面提到的三種主要?jiǎng)恿鲃?dòng)系統(tǒng)結(jié)合使用。在實(shí)際應(yīng)用中,感應(yīng)發(fā)電機(jī)的重量比其他類(lèi)型的更大,因此不適用于中速和直驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。將永磁材料用于勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī),在效率、比容和重量方面具有很大的優(yōu)勢(shì),然而還沒(méi)有直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用能夠產(chǎn)業(yè)化,另外稀土材料價(jià)格的波動(dòng)也會(huì)對(duì)成本產(chǎn)生負(fù)面影響。例如,2011年,1kg生釹的價(jià)格從36歐元開(kāi)始,至7月達(dá)到頂級(jí)水平195歐元,并在年底回落到110歐元。在同一時(shí)間段內(nèi),1kg生鏑的價(jià)格在243~975歐元,最高峰值為1700歐元。目前,直驅(qū)式發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)每兆瓦額定發(fā)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)示意圖。風(fēng)輪機(jī)需通過(guò)增速齒輪箱連接至轉(zhuǎn)速較高的雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組通過(guò)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(jī)系統(tǒng)通過(guò)勵(lì)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(wú)功功率可獨(dú)立調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)子勵(lì)磁變換器的容量較小(約30%發(fā)電機(jī)額定容量)等優(yōu)點(diǎn),在陸上和海上風(fēng)電場(chǎng)中都有廣泛應(yīng)用。

下圖為永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)示意圖。風(fēng)輪機(jī)與永磁同步發(fā)電機(jī)直接相連,發(fā)電機(jī)的定子繞組通過(guò)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(fēng)電機(jī)組與雙饋風(fēng)電機(jī)組相比,轉(zhuǎn)子為永磁體勵(lì)磁,無(wú)需外部提供勵(lì)磁電源,消除勵(lì)磁損耗。風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間省去了增速齒輪箱,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低,發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)很多,通常在90極以上,因而發(fā)電機(jī)體積較大。永磁直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)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(jī)額定容量相當(dāng)。永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)具有效率較高、噪聲低、低電壓穿越能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于陸上和海上風(fēng)電場(chǎng)。

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