雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)控制策略

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1、雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)控制策馬超黑龍江中宇饒河風電投資有限公司摘要：在不斷發(fā)展與時間的過程當中雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)已經在原有基礎上取得較為明顯的進步，但在實際運用過程當中還是存在一定的缺陷與不足。這要求我們必須在提高重視程度的基礎上借助先進的技術與手段對其進行不斷的創(chuàng)新與改革，同時也在此基礎上對此控制策略進行不斷的深入研究。這不僅可促使雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)控制工作得以順利開展，同時也可促使供電工作得到保障。關鍵詞：雙饋型風力發(fā)電機；低電壓穿越；控制策略在可持續(xù)發(fā)展觀念的影響下，人們不斷對新型可再生能源進行尋找，這是實現經濟和生態(tài)發(fā)展可持續(xù)目標的重要手段。能源問題的不斷惡化可直接提現出應用新型

2、可再生能源的重要性與必要性。在風電相關技術發(fā)展的同時風電并入電網技術也得到不斷的完善與優(yōu)化，這對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性提出全新的要求與挑戰(zhàn)，因此我們說針對雙饋型發(fā)電機系統(tǒng)所制定的策略有一定的意義與作用。一、風力發(fā)電機概述從本質上來說風力發(fā)電機是一種電力設備，主耍是通過機械功帶動轉子旋轉并促使風能實現向機械能的轉化，并輸出交流電。垂直軸以及水平軸是現階段兩種一樓葉輪旋轉軸的主要形式，相比較來說效率更高的是水平軸，因此在風力發(fā)電的過程，多數對水平軸進行使用。單葉式、雙葉式、三葉式、多葉式是風力發(fā)電機葉片數目的幾種主要形式,其中應用最為廣泛的就是三葉式發(fā)電機。在實際應用中進行對比后我們可

3、以發(fā)現風力發(fā)電系統(tǒng)具有以下兒種，其中主要包括有恒速鼠籠型異步風力發(fā)電系統(tǒng)、變速恒頻雙饋感應風力發(fā)電機系統(tǒng)、無刷雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)、變速鼠籠型異步風力發(fā)電系統(tǒng)和永磁直驅型同步風力發(fā)電系統(tǒng)。二、雙饋型風力發(fā)電機系統(tǒng)的模型和控制方法1.雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)的運行原理首先我們從雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)自身角度對其進行分析，再轉化風能的過程當中發(fā)電機始終作為核心部分存在，在某種程度上來說發(fā)電機與繞組式異步電機Z間存在一定的相似性，因此，我們在實際對額定功率進行處理的過程中，只要而對轉差就可以完成，這不會對變流器造成較大損耗，同時也可促使系統(tǒng)的效率得以提升。2.雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)(1)定子磁場定向

4、矢量控制矢量控制是現階段雙饋型電機控制的主要策略，性能較好是這種控制策略的顯著優(yōu)勢，受到不同適量定向的影響我們可將適量控制分為定子磁場定向以及電網電壓定向兩種。在實際完成整個控制工作的過程中，我們必須使用定子磁場定向，后者只能完成部分控制工作。(2)網側PW變流器矢量控制策略在PWM型變流器的數學模型中，交流量是吋變的，所以無法設計控制系統(tǒng)。但是，對PWH型整流器進行變換坐標就能夠對交流量去耦控制。因為PWM型變流器的主要靠電網供電，所以可以將相對靜止的三相ABC坐標轉換成根據電網的基頻旋轉的dq坐標，并實現設計簡化。風力發(fā)電技術是涉及空氣動力學、機械傳動、電機、自動控制、力學、材料

5、學等多學科的綜合性高技術系統(tǒng)工程。近20多年來，隨著風電技術的不斷提高,風電機組已由早期的小功率機組獨立運行方式發(fā)展成為兆瓦級機組并網運行方式，風力槳葉調節(jié)方式己由定槳距失速調節(jié)方式改進為變槳距調節(jié)方式，發(fā)電機發(fā)電方式也由恒速恒頻方式提高為變速恒頻方式。現代風力發(fā)電技術發(fā)展趨勢主要體現在提高風電系統(tǒng)效率、提高可靠性和降低成本這三方面。提高風電系統(tǒng)效率的主要方法為：增大單機容量和變槳距變速發(fā)電。作為提高風能利用率和發(fā)電效益的有效途徑，風力發(fā)電機單機容量不斷向大型化發(fā)展。1997年以前，全球兆瓦級機組市場份額還小到10%,2002年則達到62.1%,2003年全球安裝的風電機組平均單機容

6、量達到1?2MW。目前1.5兆瓦及其以上的風機已基本上壟斷了風電的市場…。三、對稱電網故障下的控制策略無刷雙饋型發(fā)電機系統(tǒng)由于拓撲結構受電網電壓的影響較大，電壓降會導致定子磁鏈中出現直流量，因此發(fā)電機定子電流就會不斷變大。由于風力發(fā)電機轉速相對較慢，則吸收風能的效率不變而輸電功率將會減少，其中部分能量將會在系統(tǒng)中被消耗，因此就會產生故障。由于在傳統(tǒng)的矢量控制方法中有缺陷，因此考慮定子磁鏈的動態(tài)變化，改進了矢量控制算法，改進Z后能夠有效的解決電壓下降時定子磁鏈中電磁產生過度的問題。當電網電壓出現驟降時，風力發(fā)電機需保持并網實現低壓穿越，這是對風電機組的新要求。對雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)而言，

7、低壓穿越時會遇到許多問題，目前常用的解決方式是采用主動式Crowbar電路，其作用是在發(fā)電機并網的狀態(tài)下保護轉子側的變流器。文屮對不同類型的Crowbar電路進行比較分析，并對其在雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)中的運行效果進行了仿真研究，仿真中仍采用上述的功率控制朿O四、不對稱電網故障下的控制策略1.電網不平衡理論分析在一個多相系統(tǒng)屮不對稱并不代表其不平衡，但在三相系統(tǒng)中，電路如果不對稱那就表示電網不平衡。當分析不平衡電力系統(tǒng)時，通常利用對稱分量法進行分析。該方法是將