变速恒频风电机组运行控制
简述变速恒频风力发电系统的控制策略
简述变速恒频风力发电系统的控制策略一、引言随着近年来可再生能源的发展，风力发电作为其中的一种重要形式，其技术也在不断地发展。
变速恒频风力发电系统作为目前应用最广泛的一种风力发电系统，其控制策略对于提高系统效率、保证系统安全运行至关重要。
二、变速恒频风力发电系统概述1. 变速恒频风力发电系统组成变速恒频风力发电系统主要由风机组、传动装置、变速器、功率转换装置、控制器等部分组成。
2. 变速恒频风力发电系统原理变速恒频风力发电系统通过控制叶片角度和转子转速来调节输出功率。
当风速较低时，通过调节叶片角度使得转子旋转较慢，从而保证输出功率稳定；当风速较高时，则通过调节变速器使得转子旋转更快，从而提高输出功率。
三、变速恒频风力发电系统控制策略1. 整体控制策略整体控制策略是指对整个变速恒频风力发电系统进行控制。
其中包括对于叶片角度、变速器及功率转换装置的控制。
整体控制策略可通过PID控制器进行实现。
2. 叶片角度控制策略叶片角度控制策略是指通过调节叶片角度来调节输出功率。
在低风速下，系统需要保持输出功率稳定，此时需要通过调节叶片角度来实现；在高风速下，系统需要提高输出功率，此时也需要通过调节叶片角度来实现。
3. 变速器控制策略变速器控制策略是指通过调节变速器来调节转子转速，从而提高输出功率。
在高风速下，系统需要提高输出功率，此时可以通过增加变速器齿轮比例来实现。
4. 功率转换装置控制策略功率转换装置控制策略是指通过调节功率转换装置的电压和频率来实现对于电网的连接。
当系统输出过多电能时，可以通过降低电网连接频率或者增加电网连接阻抗来减少电能输出。
四、总结变速恒频风力发电系统作为目前应用最广泛的一种风力发电系统，在其控制策略方面有着多种不同的方法。
整体控制策略、叶片角度控制策略、变速器控制策略和功率转换装置控制策略都是常用的控制方法。
在实际应用中，需要根据不同的情况进行选择，以保证系统稳定运行和高效输出。
第五章 变速恒频风力发电机组的控制
三、基本控制逻辑 (1)事先根据叶片特性计算出最优的叶尖速比λopt和最优功率系
数CPmax，将它们作为固定值设置在控制器中，于是由测量到的
发电机转速即可得知获得最大功率下的理想发电机电磁转矩。 (2)时刻计算∂Pem/∂ω，以爬山法来追求最优工作点，使∂Pem/∂ω= 0，从而获得最大功率输出。
风力发电机组监测与控制
第五章 变速恒频风力发电机组的控制
第五章 变速恒频风力发电机组的控制 第一节 变速恒频风力发电机组的控制目标
第二节 变速恒频风力发电机组的控制策略
第三节 常用的控制方法和手段
第一节 变速恒频风力发电机组的控制目标 叶轮所受的空气动力学载荷主要分为两大部分：确定性载荷与
随机性载荷。随机性载荷是由风湍流引起的，而确定性载荷则
统的扭转振动存在很大的阻尼，一般不会引起什么问题。但对 于变速恒频风力发电机组，特别是处于恒转矩控制状态下，叶 轮、齿轮箱和发电机的阻尼都很小，因而叶片的平面内振动模 态和电磁转矩脉动可能激发传动系统产生剧烈的扭转振动。
七、塔架前后振动的抑制
图5-7
带通滤波器的频率特性
八、独立变桨技术
图5-8 增加传动链阻尼后的转矩控制器
(4)机组在额定风速以上运行时，为保持稳定的功率输出而进行 的变速变桨耦合控制。
第二节 变速恒频风力发电机组的控制策略 一、变速风力机的转矩-转速特性
二、功率系数CP、叶尖速比λ和桨距角β的特定关系
三、基本控制逻辑 四、滤波器 五、转矩和变桨控制 六、传动系统的扭转振动抑制 七、塔架前后振动的抑制 八、独立变桨技术
图5-12 变速与变桨分步控制带来的功率损失
四、在过渡区域进行变桨调节以增强可控性 实际的运行中，由于叶轮动态特性的影响，如果在额定点C附
变速恒频双馈风力发电系统控制技术的探讨
变速恒频双馈风力发电系统控制技术的探讨前言随着能源危机的日益加剧，可再生能源逐渐成为人们关注的热点。
风能作为最具潜力的可再生能源之一，引起了众多研究人员的关注。
近年来，变速恒频双馈风力发电系统控制技术成为研究热点之一，具有广阔的应用前景。
本文将对变速恒频双馈风力发电系统控制技术进行探讨。
双馈发电机和变频控制双馈发电机是目前风力发电机中最常使用的一类发电机。
传统的风力发电系统采用异步发电机作为发电机，随着风速的改变，输出电压、频率和电流也会跟随变化。
而采用双馈发电机后，输出电压和频率能够稳定控制在一个合适的范围内。
变频控制技术是指通过调整发电机输出电压和频率，使其与电网的电压和频率同步，从而实现电能的输送。
传统的电力系统一般采用恒频输电，这种方式下，不同的发电机必须调整其转速，以达到跟电网同步的效果，导致效率低下。
而采用变频控制技术，可以根据需要调整发电机的转速，使其在不同的风速下都能保持较高的效率。
变速控制技术变速控制技术是指通过改变风力发电机的转速，使其在不同的风速下都能保持较高的效率。
传统的风力发电系统中，往往采用固定转速的方式，无法灵活地调整转速以适应不同的风速。
而采用变速控制技术，则可以在不同的风速下，调整发电机的转速，以保证其输出的电量和质量。
曲线控制曲线控制技术是指通过调整双馈发电机的转速和输出电压，使其输出的电量和质量符合电网的要求。
传统的控制方法是基于刚性控制，不能灵活地调整发电机的参数。
而曲线控制技术，则可以根据电网的要求，调整发电机的控制参数，以保证其稳定地、高效率地运行。
软件控制技术软件控制技术是指通过计算机程序控制风力发电系统的运行。
传统的控制方式大多采用硬件控制，控制方式复杂、扩展性不强。
而采用软件控制技术，则能够通过计算机程序实现控制功能，提高系统的自动化程度。
结语变速恒频双馈风力发电系统控制技术是风力发电的研究热点之一，具有广阔的应用前景。
本文通过介绍双馈发电机和变频控制、变速控制、曲线控制、软件控制技术等方面，对其进行了探讨。
变速恒频风电机组的有功_频率控制
收稿日期：２０１０－１１－２２；修回日期：２０１１－０１－１４ 基金项目：山西省科技攻关项目（０５２０２８）变速恒频风电机组的有功－频率控制韩肖清１，董桐宇１，程昱舒２，王鹏敏１（１．太原理工大学电气与动力工程学院，太原０３００２４；２．山西电力科学研究院，太原０３０００１）摘要：电力系统中风电容量的不断增加，对电力系统调频会产生一定的影响。
通过在双馈风力发电机组的控制系统中建立频率－功率控制模块，调整风电机组的风能利用率，使风电机组迅速响应系统频率变化，实现风电机组参与系统频率调节的功能。
以ＩＥＥＥ １０机３９节点为例，在系统发生切机故障导致频率下降时，所提出的方法能使风电机组配合系统调频，在一定程度上给予电网频率支持。
关键词：风力发电；双馈风电机组；变速恒频；频率调节；频率稳定中图分类号：ＴＭ７６１．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－８９３０（２０１１）０６－００５７－０５Ａｃｔｉｖｅ Ｐｏｗｅｒ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｐｅｅｄ ＣｏｎｓｔａｎｔＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｗｉｎｄ Ｔｕｒｂｉｎｅ ＧｅｎｅｒａｔｏｒＨＡＮ Ｘｉａｏ－ｑｉｎｇ１，ＤＯＮＧ Ｔｏｎｇ－ｙｕ１，ＣＨＥＮＧ Ｙｕ－ｓｈｕ２，ＷＡＮＧ Ｐｅｎｇ－ｍｉｎ１（１．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＴＹＵＴ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００２４Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｈａｎｘｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｇｒｅａｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ｌａｒｇｅｌｙ ｉｍｐａｃｔｓ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｓ ａｄｊｕｓｔｅｄ ｂｙ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｄｏｕｂｌｅ－ｆｅｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＤＦＩＧ），ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｒｅｓｐｏｎｄ ｔｏ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎｒａｐｉｄｌｙ ａｎｄ ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅ ｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ＩＥＥＥ－３９ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｃｕｔｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｃａｎ ｒｅｇｕｌａｔｅｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ ｃｏｎｃｅｒｔ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ，ａｎｄ ｍａｋｅ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｔｏ ｓｙｓｔｅｍｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ；ｄｏｕｂｌｅ－ｆｅｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＤＦＩＧ）；ｖａｒｉａｂｌｅ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＶＳＣＦ）；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ 随着风力发电技术的快速发展，风电穿透功率不断提高，研究风电系统对电力系统电压和频率的影响成为重要的研究课题之一。
变速恒频风电机组额定风速以上恒功率控制
84 ｜ 电气时代２００５年第１１期EA 应用与方案电气传动风能作为一种取之不尽、清洁无污染的可再生能源，它的开发利用已经受到了世界各国的普遍重视。
作为风力资源丰富的国家之一，我国在风力发电机组的国产化方面取得了较快的进展，“九五”期间实现了６００ ｋＷ风力发电机组９６％的国产化率，成功开发了６００ ｋＷ失速型风力发电机组控制系统这一关键技术。
目前，我们承担了国家８６３“兆瓦级变速恒频风力发电机组电气控制系统”的研制攻关任务，研制工作正在积极有效地开展中。
变速恒频风力发电机组与失速型风力发电机组相比，其中一个很大的优点是额定风速以上输出功率平稳。
变速恒频风力发电机组运行在额定风速以上时，既要使额定功率点以上输出功率平稳，避免波动，又要使发电机组传动系统具有良好的柔性，同时还要考虑对风电机组实现有效保护。
目前我们研制的兆瓦级变速恒频风电机组主要采用了变桨距控制技术。
变桨距控制技术是在风速过高时，通过调整桨叶节距，改变气流对叶片功角，从而改变风电机组获得的空气动力转距，使机组功率输出保持稳定。
本控制策略采用了功率反馈闭环控制系统，来实现变速恒频机组额定风速以上的控制目标。
变桨距机构介绍变桨距执行机构是由机械和液压系统组成，它沿着风机的纵向轴调节风机的桨叶。
因为桨叶的惯量很大，且变桨距执行机构不应该消耗大量的功率，所以执行机构具有的限制能力，其动态特性是在桨距角和桨距速率上均具有饱和限制的非线性动态，当桨距角和桨距速率小于饱和限度时，桨距动态呈线性。
变桨执行机构如图１所示。
执行机构的模型描述了来自控制器的桨距角指令到该指令的激励之间的动态。
其数学模型可以描述成如下的一阶系统实际控制系统中的给定值是从桨距角偏差到比例阀的－ＤＣ１０Ｖ～＋ＤＣ１０Ｖ控制电压。
控制器设计本控制器的基本目的是通过调节桨距角来调节功率恒定输出。
如图２所示，通过电量采集测出当前发电机输出功率Ｐｅ与给定功率Ｐ＊相比，计算出功率误差ΔＰ。
简述变速恒频风力发电系统的控制策略
变速恒频风力发电系统的控制策略1. 引言随着可再生能源的快速发展，风力发电在新能源领域扮演着重要的角色。
变速恒频风力发电系统是一种常见的风力发电技术，它采用变频器和传感器等设备来控制风机的运行。
本文将对变速恒频风力发电系统的控制策略进行全面、详细、完整和深入的探讨。
2. 变速恒频风力发电系统的基本原理变速恒频风力发电系统由风机、变频器、传感器和控制器等部分组成。
变速恒频风力发电系统的基本原理是将风机的机械能转化为电能，并通过变频器控制输出电压的频率和电压大小。
变速恒频风力发电系统的控制策略主要包括风机的启停控制、叶片角度调节、电网同步控制和功率控制等方面。
2.1 风机的启停控制风机的启停控制是变速恒频风力发电系统控制策略的关键。
当风力较小时，系统需要启动风机以利用可用的风力资源。
启动风机时，控制器会发送启动指令给变频器，将电机的转矩逐渐增加，使风机启动加速。
当风力达到一定的阈值后，控制器会发送恒频指令给变频器，使风机保持恒定的转速。
2.2 叶片角度调节变速恒频风力发电系统通过调节叶片角度来控制风机的输出功率。
当风力较大时，控制器会通过传感器获取风机旋转速度和风速等参数，然后根据预设的功率曲线计算出应该调整的叶片角度。
调整叶片角度可以控制风机的风能利用率，使其在不同风速条件下都能输出最佳功率。
2.3 电网同步控制电网同步控制是变速恒频风力发电系统将风机的电能输出与电网相连接的关键。
在将风机的电能输出给电网之前，控制器需要检测电网的频率和电压等参数，然后将风机的输出电压调整到与电网同步。
通过电网同步控制，变速恒频风力发电系统可以保持与电网的稳定连接，并将多余的电能输送给电网。
2.4 功率控制功率控制是变速恒频风力发电系统的关键功能之一。
通过控制风机的转速和叶片角度等参数，系统可以实现对风机输出功率的精确控制。
功率控制在应对电网需求变化、风力波动等情况下起到重要作用，可保持风机输出功率在合适范围内，确保系统的安全和稳定运行。
变速恒频风力发电机的原理及控制研究
变速恒频风力发电机的原理及控制研究一、变速恒频风力发电机原理（一）系统介绍交流励磁发电机定子绕组接入工频电网，转子绕组经一个频率、幅值、相位都可以调节的三相变频电源供电。
该系统，允许原动机在某范围内变速运行，简化了调制装置，减少了调速时的机械应力，提高了机组运行效率；调节励磁电流幅值，可调节发出的无功功率；调节励磁电流相位，可调节发出的有功功率；应用矢量控制可实现有功、无功功率的独立调节。
（二）频率分析双馈变速恒频风力发电系统如图一，由交流异步发电机的基本原理可得：f 1=np 60±f 2 (1) (1)式中f 1为定子电流频率，n 为转子转速，p 为电机的极对数，f 2为转子励磁电流的频率。
当发电机的转速n 小于定子旋转磁场的同步转速 n 1时，处于亚同步运行状态，转子旋转磁场相对于转子的旋转方向与转子机械旋转方向相同，式中f 2取正号，此时变频器向发电机转子提供交流励磁，定子发出电能给电网。
当n 大于n 1时，处于超同步运行状态，转子旋转磁场相对于转子的旋转方向与转子机械旋转方向相反，式中f 2取负号，此时发电机同时由定子和转子发出电能给电网，变频器的能量逆向流动。
当n 等于n 1时，处于同步运行状态，此时发电机作为同步电机运行，f 2=0，变频器向转子提供直流励磁。
（三）能量流动分析对发电机来说，从转子输入的机械能，克服气隙磁场中导体所受的电磁力而做功，使导体不断地感应电势，从而源源不断地发出电能，实现机械能到电能的转换。
机电能量转换过程应该满足能量守恒定律，则得出定子侧的电磁功率方程为：P m =P cu 1+P 1 (2)（1）式中P m 为电磁功率，P cu 1为定子绕组的铜耗，P 1为定子输出的电功率。
同理，经气隙传递的电磁功率从转子侧可以表示为：P2=P cu2+P e2(3)（2）式中P2为转子侧输入(或输出)的电功率，P cu2为转子绕组的铜耗，Pε2为转子绕组转换或传递的电功率。
变速恒频双馈风力发电机组控制技术研究
变速恒频双馈风力发电机组控制技术研究xx年xx月xx日•引言•变速恒频双馈风力发电机组系统构成•变速恒频双馈风力发电机组控制策略•变速恒频双馈风力发电机组控制技术实现目•实验与分析•结论与展望录01引言课题背景及意义风能是一种清洁、可再生的能源，具有大规模开发利用价值。
能源危机和环境污染问题日益严重，可再生能源成为能源发展的方向。
变速恒频双馈风力发电机组是风力发电系统的重要部分，提高其控制技术对提高风能利用率和稳定性具有重要意义。
国内外研究现状及发展趋势变速恒频双馈风力发电机组控制技术成为风能领域的研究热点。
国内外的学者和工程师对变速恒频双馈风力发电机组控制技术进行了广泛研究。
目前的研究主要集中在矢量控制、直接功率控制和最优控制等方面。
主要研究变速恒频双馈风力发电机组的控制策略和算法。
研究直接功率控制策略，实现双馈风力发电机组的高效、稳定运行。
研究最优控制策略，优化双馈风力发电机组的运行效率和稳定性。
研究变速恒频双馈风力发电机组矢量控制策略，提高其运行性能和效率。
主要研究内容和方法02变速恒频双馈风力发电机组系统构成风力发电机组是将风能转化为电能的系统，包括风轮、传动系统、发电机、控制系统等部分。
风轮将风能转化为机械能，传动系统将风轮的机械能传递给发电机，发电机将机械能转化为电能。
风力发电机组系统概述双馈风力发电机组是一种变速恒频风力发电机组，包括定速发电机、变速器和控制系统等部分。
定速发电机是主要的发电设备，变速器可以调节发电机转速，控制系统可以控制整个机组的工作状态和运行参数。
变速恒频双馈风力发电机组构成VS双馈风力发电机组需要满足变速恒频的控制要求，即保持发电机转速恒定，同时能够调节风轮的转速和功率。
控制系统需要实现机组的并网控制、最大风能追踪、载荷优化等功能，保证机组稳定运行并提高运行效率。
系统控制需求分析03变速恒频双馈风力发电机组控制策略矢量控制也称为磁场定向控制，它通过控制直交变换的旋转磁场，实现对转子电流的控制。
变速恒频风电机组运行控制
ωref 根据电网给定发电功率由以下方程求解 :
Pref = ω Topt ref = f (ωref )ωref = h (ωref )
(5)
为避免求解方程 ,实际运行时 ,可将曲线 Pref =
h (ωref ) 存储在控制器中 。根据给定 Pref 反查曲线得
到ωref ,从而确定式 (4) 中的 g (ωr ) ,根据当前转速控
Tref = g (ωr ) = Pref ωr
ωr > ωref
(4)
式中 : Tref 为控制器输出电磁转矩参考值 ; g (ωr ) 为控
制函数 ; Topt 为最优运行电磁转矩 ; Pref 为指定发电
功率 ;ωr 为转子转速 ; Topt = f (ωr ) 为最优运行曲线 ;
ωref 为参考功率对应的最优转速 。
·绿色电力自动化 · 舒 进 ,等 变速恒频风电机组运行控制
态下风机捕获功率 。若该矩形为 Cmec8 上所有点中 面积最大者 ,则 B 点为风速 8 m/ s 的最优运行点 , 相应 ω2 为最优转速 。对于某一确定的风速仅有唯 一最佳运行点 。若使 D FIG 运行于各风速下最优运
变速恒频风力发电系统运行与控制研究
变速恒频风力发电系统运行与控制研究一、本文概述随着全球对可再生能源需求的不断增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
变速恒频风力发电系统作为风力发电的一种重要形式，其运行与控制策略的研究对于提高风力发电的效率和稳定性具有重要意义。
本文旨在深入研究变速恒频风力发电系统的运行与控制技术，探讨其在实际应用中的性能表现和优化策略。
文章首先介绍了变速恒频风力发电系统的基本原理和组成结构，包括风力发电机组、变速恒频控制器、并网逆变器等关键部分。
然后，文章重点分析了变速恒频风力发电系统的运行特性，包括风速变化对系统运行的影响、最大功率跟踪策略的实现等。
在控制策略方面，文章详细探讨了变速恒频风力发电系统的控制技术，包括变速恒频控制、最大功率跟踪控制、并网控制等。
文章还分析了现有控制策略的优缺点，并在此基础上提出了一种优化的控制策略，以提高系统的运行效率和稳定性。
文章通过仿真实验和现场测试验证了所提控制策略的有效性和可行性，为变速恒频风力发电系统的实际应用提供了理论支持和技术指导。
本文的研究对于推动风力发电技术的发展，提高风力发电系统的运行效率和稳定性具有重要意义。
二、变速恒频风力发电系统基本原理变速恒频风力发电系统（Variable Speed Constant Frequency Wind Power Generation System, VSCF-WPGS）是一种新型的风力发电技术，其核心在于通过变速运行的风力发电机组，实现电网频率的恒定输出。
这一系统相较于传统的恒速恒频风力发电系统，具有更高的风能利用率和更好的电网适应性。
VSCF-WPGS的基本原理主要基于风力机、发电机以及控制系统的相互作用。
风力机通过风轮捕获风能，并将其转换为机械能。
由于风速的自然变化，风轮的转速也会相应变化，这就是所谓的“变速”特性。
接着，这种变化的机械能传递给发电机，通过电磁转换过程，将机械能进一步转换为电能。
浅谈变速恒频风力发电系统的运行和控制
浅谈变速恒频风力发电系统的运行和控制风力发电作为清洁能源发电，具有很大的发展潜力，能够在未来的电力行业中占据一席之地。
但是风力发电并入电网存在一定的技术难点，需要通过变速恒频实现风电系统和电网的高效互联，进一步提升风电系统的发展空间和能力。
一、风力发电系统变速恒频运行的技术基础探析风力发电系统在变速恒频运行模式下，随着外界风速的变化，风力机的转速也会随之对应出现变化，需要通过一定的控制手段，实现电能传输恒定，就是变速恒频的实质所在。
风力机功率的影响因素主要包括了三个，即叶尖转速比、桨叶节距角和风速。
根据相关资料可知，风力机功率的计算式为：；；；上述三个计算式中：为空气密度；R为风力机的风轮半径；为风轮的角速度；为风能利用系数。
可以看出，桨叶节距角以及叶尖转速比都可对风能利用系数产生较大的影响。
在桨叶节距角处于一个固定值时，就只有叶尖转速比对风能利用系数产生影响了。
对于风力机来说，其具有一个风能利用系数上限，也就是最大利用值，该值下对应的叶尖转速比是最佳值。
在变速恒频技术中，风力机在不同风速下具有不同的运转速度，可以有效切换运转速度追求风能最大转换。
风电系统变速恒频的运行方式非常适用，具有下面几个优点。
第一，变速恒频运行可以有效减少风力机受到阵风冲击的机械应力影响，可以在风速升高时把阵风余量转化为风力机的转动惯量；当外界风速出现下降的时候，又可以把转动惯量重新释放，通过一定的控制手段使其转为电能。
第二，电网和风电机组可以在变速恒频运行模式下进行柔性连接，有效削弱电网和风电系统之间存在的差异，切实降低并网后冲击电流引发的问题，保障电网运行安全。
除此之外，变速恒频的实现比较容易，是进行风电并网的不二选择。
第三，风力机在低风速条件下会产生噪音，但是变速恒频技术可以有效缓解这一问题。
在低风速情况下，风力机可以把存储的动能释放保证风力机的稳定运行，这就避免了风速较低情况下恒速运行产生的噪音。
总之，变速恒频运行已经得到国内外风电行业的一致认可，并且开始使用变速恒频取代恒速恒频，在提高发电效率和捕获风能等方面进行着深入研究。
变速恒频风力发电系统的控制策略
变速恒频风力发电系统的控制策略
变速恒频风力发电系统是一种新型的风力发电技术，能够有效地利用风能，提高发电效率。
其控制策略是保证变速恒频风力发电系统正常运行的关键。
变速恒频风力发电系统的控制策略包括以下两个方面：
1. 风力机的控制：
在变速恒频风力发电系统中，风力机是关键的设备之一。
为了提高风能利用率，需要对风力机进行控制。
通常采用最大功率追踪控制策略，即通过调节风力机的桨叶角度或变桨距来使风力机能够跟随风速的变化，并在最大程度上输出功率。
同时，还需要考虑风力机的转速和扭矩的控制，以保证其正常运行。
2. 发电机的控制：
在变速恒频风力发电系统中，发电机的控制也是非常重要的。
为了实现恒频控制，通常采用电力电子变换器来调节发电机的输出频率。
同时，还需要对发电机的转子速度和电磁功率进行控制，以保证其输出功率的稳定性和安全性。
在实际应用中，变速恒频风力发电系统的控制策略还需要考虑各种因素，如电网的稳定性、发电机的容量和型号、风力机的参数和运行状态等。
因此，需要采取综合的控制策略，以确保变速恒频风力发电系统能够高效、稳定和安全地运行。
变速恒频双馈风电机组频率控制策略_图文.
变速恒频双馈风电机组频率控制策略曹军 , 王虹富 , 邱家驹(浙江大学电气工程学院 , 浙江省杭州市 310027摘要 :传统的变速双馈风电机组解耦控制策略对于系统频率支撑作用微乎其微。
文中在分析变速双馈风电机组参与系统频率控制特性的基础上 , 在传统变速双馈风电机组解耦控制中附加风电机组频率控制单元。
控制系统包含频率控制、转速延时恢复、转速保护系统和与常规机组配合等 4个功能模块。
仿真结果表明 , 该控制策略不仅对暂态频率偏差具有快速的响应能力 , 而且能够使转子转速以更快的速度恢复到最佳运行状态 , 与系统的频率控制。
关键词 :风电机组 ; 变速双馈电机 ; 频率控制中图分类号 :TM614; TM761收稿日期 :2009203213; 修回日期 :2009204204。
0引言发展。
、最具规模开发 , 在电网中所占的比例不断增加。
因此 , 为减少风电并网给电力系统带来的冲击 , 电网公司提出了严格的风电场并网技术导则 , 而有功、频率控制能力是其中重要的技术要求之一 [123]。
目前实际运行的风电场主要采用以下 2种风电机型 :基于异步机的固定转速风电机组和基于双馈感应电机 (DFIG 的变速恒频风电机组 (以下简称 DFIG 机组。
由于 DFIG 优良的有功、无功解耦控制性能 [425], 使其逐步成为风电市场主流机型。
但是 , 传统的 DFIG 机组并没有参与系统频率控制 , 由于 DFIG 机组控制系统实现了机械和电磁系统的解耦 , 随着频率的变化其转子机械部分不能自动做出快速响应 , 因此可以说传统的 DFIG 机组对系统转动惯量的贡献微乎其微 [627]。
随着大量 DFIG 机组替代一些常规机组 , 势必会减少整个系统的转动惯量 , 恶化系统的动态频率特性。
因此 , 有必要深入研究 DFIG 机组的频率控制特性 , 开发实用、有效的 DFIG 机组频率控制器。
国内外学者已经对 DFIG 机组参与频率控制进行了一些研究。
变速恒频风力发电机组控制策略研究
变速恒频风力发电机组控制策略研究变速恒频风力发电机组控制策略研究随着气候变化和节能减排的需求日益增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源方式正逐渐受到关注和广泛应用。
而变速恒频风力发电机组作为目前使用较多的风力发电机组类型之一，其控制策略的研究和优化至关重要。
本文旨在探讨变速恒频风力发电机组的控制策略，以提高其发电效率和稳定性。
首先，我们将介绍变速恒频风力发电机组的基本原理和构成。
变速恒频风力发电机组由风轮、变速传动系统、发电机和控制系统等组成。
风轮利用风能驱动转动，而变速传动系统则通过调整变速器的变速比，以适应不同的风速条件；发电机负责将机械能转化为电能；控制系统则对整个系统进行监测和调节。
针对变速恒频风力发电机组的控制策略，一种常用的方式是使用最大功率点跟踪（MPPT）策略。
该策略通过不断调整转速，使风轮处于最佳工作状态，以提高发电效率。
MPPT策略可以根据风速和电网负载的变化，自适应地调整转速，最大程度地利用风能资源。
此外，利用模糊控制、PID控制等技术手段，将MPPT策略与负载电网发电功率控制相结合，可以进一步提高发电机组的控制性能和稳定性。
另一种控制策略是采用无功功率控制（Q control）。
在电网运行时，风力发电机组需要向电网提供无功功率补偿。
Q control策略可以根据电网的功率因数和电压的变化，自动调整发电机组的功率输出，以满足电网的需求，同时保持电网的稳定运行。
此外，还可以通过电网频率和功率的闭环控制，调整发电机组的转速和功率输出，以实现发电机组与电网的协同控制。
除了MPPT和Q control策略外，还有许多其他的控制策略可以应用于变速恒频风力发电机组。
例如，通过优化协调风轮、变速器和转子的控制参数，可以提高整个系统的能量转换效率；采用动态刹车控制策略，可以有效控制风轮转速，保护发电机组的安全运行；而使用预测控制策略，则可以根据风速的变化预测将来的功率输出，从而更好地应对不稳定的风能资源。
第五章 变速恒频风力发电机组的控制
三、基本控制逻辑 (1)事先根据叶片特性计算出最优的叶尖速比λopt和最优功率系
数CPmax，将它们作为固定值设置在控制器中，于是由测量到的
发电机转速即可得知获得最大功率下的理想发电机电磁转矩。 (2)时刻计算∂Pem/∂ω，以爬山法来追求最优工作点，使∂Pem/∂ω= 0，从而获得最大功率输出。
(1)减小传动链的转矩峰值。 (2)通过动态阻尼来抑制传动链振动。 (3)避免过量的变桨动作和发电机转矩调节。 (4)通过控制风力发电机组塔架的振动尽量减小塔架基础的负载。 (5)避免轮毂和叶片的突变负载。
第二节 变速恒频风力发电机组的控制策略 变速恒频风力发电机组的基本控制策略是指在各不同的风速段、 不同的工作条件下，采用不同的控制方法调整机组的运行状态，
6制图511变速与变桨分步过渡的运行特性三变速与变桨的分步控制图512变速与变桨分步控制带来的功率损失四在过渡区域进行变桨调节以增强可控性实际的运行中由于叶轮动态特性的影响如果在额定点c附近的状态只靠变速控制或变桨控制向额定运行点c进行回归将很难使机组的运行状态稳定在c点这是因为转矩调节和转速调节的效果存在较大的时间差
图5-12 变速与变桨分步控制带来的功率损失
四、在过渡区域进行变桨调节以增强可控性 实际的运行中，由于叶轮动态特性的影响，如果在额定点C附
近的状态只靠变速控制或变桨控制向额定运行点C进行回归,将
很难使机组的运行状态稳定在C点，这是因为转矩调节和转速 调节的效果存在较大的时间差。 图5-13 过渡区域提前变桨调节对功率和CP的影响那么可取的 方法是同时运行两个控制器，其条件是，在远离额定风速时， 置其中一个或另一个控制环饱和。因此在大多数时间里还是只 有一个控制器处于激活状态，但是在接近额定点时它们可以建
变速恒频双馈风电机组频率控制策略
变速恒频双馈风电机组频率控制策略随着环保意识的不断提高，风能作为一种清洁能源逐渐被人们所重视。
而风电机组作为风能转换的核心设备，其运行质量和效率越来越受到关注。
变速恒频双馈风电机组是一种广泛应用的风电机组类型，其频率控制策略对于提高风电机组运行效率具有重要意义。
本文将从变速恒频双馈风电机组的原理、频率控制策略的现状和发展趋势等方面进行分析。
一、变速恒频双馈风电机组的原理变速恒频双馈风电机组由变频器、双馈发电机和风轮等组成。
其中，变频器是控制电机转速和电压的关键设备，可以通过改变电机转速和电压来控制风电机组的输出功率。
双馈发电机是风电机组的核心部件，其结构类似于普通的感应电机，但在转子上加装了两个转子绕组，分别与定子绕组和电网相连。
变频器控制的是转子绕组的电流，通过调节电流大小和相位来控制风电机组的输出功率。
风轮则是将风能转换为机械能的装置，其转动驱动双馈发电机产生电能。
二、频率控制策略的现状目前，变速恒频双馈风电机组的频率控制策略主要有以下几种： 1. 矢量控制策略矢量控制策略是一种较为常用的频率控制策略，其基本思想是将电机模型分解为磁通方程和运动方程两个方程。
通过控制磁通和电流的大小和相位，实现对电机转速和输出功率的控制。
2. 直接转矩控制策略直接转矩控制策略是一种较为简单的频率控制策略，其基本思想是通过控制电机的转矩来实现对电机转速和输出功率的控制。
该控制策略具有响应速度快、控制精度高等优点，但在低速运行时容易出现转矩波动的问题。
3. 模型预测控制策略模型预测控制策略是一种基于电机模型的预测控制方法，其基本思想是通过建立电机的数学模型，预测电机的运行状态和输出功率，并根据预测结果进行控制。
该控制策略具有响应速度快、控制精度高等优点，但需要对电机进行较为精确的建模，对计算机的处理能力要求较高。
三、频率控制策略的发展趋势随着科技的不断发展，风电机组的频率控制策略也在不断更新和完善。
未来，频率控制策略的发展趋势主要有以下几个方向：1. 智能化控制随着计算机技术和人工智能技术的不断发展，智能化控制将成为风电机组频率控制策略的重要发展方向。
变速恒频风力发电系统的运行与控制
变速恒频风力发电系统的运行与控制摘要：变速恒频风力发电系统在当今是发电系统中较为优良的一种发展方向。
本文针对当今在风力发电系统方面进行了一系列的讨论。
文章首先对风力发电系统的发展进行了简单的介绍说明，并对当今较为常见的风力发电系统进行了分析，阐述了不同种类风力发电系统的特点。
文章后半部分则对较为主要的变速恒频风力发电系统进行了分析讨论，对如何提高风力发电系统的运行与控制水平进行了讨论，对风力发电系统运行与控制工作的改进提供了一定的参考。
关键词：变速恒频；风力发电系统；运行控制前言：随着人们越发重视环保，在进行能源开发生产利用时，愈发倾向采用清洁能源，而风能便是当今具有良好发展前景的一种清洁能源，而且风能具有较多的开发手段，风能在我国西北部等地区储量较多，在进行开发利用时能够根据当地情况选择合适的利用方法其中利用风能进行发电是最为高效的一种能源生产措施。
不同结构的风力发电系统其发电水平以及具体的电力应用也会存在着一定的差异，其中变速恒频风力发电产生的电能较为稳定，对其运行控制进行研究分析有助于对变速恒频风力发电系统的应用进行推广。
1.风力发电系统概述1.1风力发电系统发展概况风力发电系统在当今是较为受关注的一个领域，主要是由于该领域的发展能够帮助人们进行更加高质量的能源开发，人们的生活已经离不开电力，如何进行电力的生产是较为重要的讨论内容。
传统的电力生产工作大多采用煤炭等各种化学能源产生相应的热能之后进行多次能量转换形成电能。
地球上的气体一直在流动，而流动的气体形成风之后也具有能量，在过去化学物质能源较为充足的时候，很少有人考虑进行风能的利用，相较于实体能源，风能无法直观的观察，因此比较容易受到人们的忽视，一直到上世纪西方一些发达国家出现能源危机后，指导化学能源有限不能永久使用，便开始进行新型能源的开发。
在进行新型能源开发时，也着重解决过去化学能源利用时常见的问题，包括污染以及对气候的影响等，因此在进行新型能源开发时大多从自然界中没有污染的方向获取能源，在对自然界进行勘察后，发现了水能太阳能和风能等一系列无污染可以利用能源，而如何进行利用便成了各国讨论的话题。
变速恒频双馈风力发电机组控制技术
定义与特点
变速恒频双馈风力发电机组是一 种通过调节发电机转速来实现恒 频输出的风力发电系统，具有风 能利用率高、运行范围广等优点
。
工作原理
风力机将风能转化为机械能，通 过变速装置驱动双馈发电机运行 ，发电机输出的电能经过电力电
子装置调节后并入电网。
技术优势
变速恒频双馈风力发电机组具有 较宽的运行范围，能够适应不同 风速条件下的高效发电，提高风
06
结论与展望
研究结论与创新点总结
结论一
控制策略优化提升效率。通过对变速恒频双馈风力发电机 组的控制策略进行优化，可以显著提高机组的运行效率， 并降低能耗。
结论二
多变量控制实现稳定运行。引入多变量控制技术，有效应 对风力发电过程中的不确定性，提高机组的稳定性。
创新点
自适应控制算法。研发自适应控制算法，使机组能够根据 不同环境条件自动调整运行参数，提升发电效率。
控制参数调整：根据最大功率点的位 置，动态调整发电机的转速、励磁电 流等参数，以实现最大功率捕获。
功率曲线拟合：根据历史数据拟合风 速-功率曲线，确定当前风速下的最 大功率点。
这些控制策略在变速恒频双馈风力发 电机组中具有重要作用，能够提高风 力发电效率、保障电力系统稳定运行 ，并降低对环境的影响。
前景分析
随着全球对可再生能源需求的增长，变速恒频双馈风力发电机组控制技术将迎来更广阔的 发展空间。同时，政策的支持和市场的驱动将为该技术的发展提供有力保障。
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变速恒频双馈风 力发电机组控制 技术
汇报人：
2023-11-22
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• 引言 • 双馈风力发电机组的数学模型与
控制策略 • 变速恒频双馈风力发电机组的控
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如图 3 所 示 , Cmec4 和 Cmec8 分 别 对 应 风 速 为 4 m/ s和 8 m/ s 时的风机转速 —转矩曲线 。
1 DFIG风电机组
1. 1 DFIG风电机组总体结构 基于 D FI G 的变速风电系统总体可分为 5 部分
模型 :风速模型 、气动模型 、机械传动模型 、双馈感应 发电机及各种控制系统 。系统总体结构如图 1 所 示。
图 1 DFIG风电机组总体结构 Fig. 1 Overall structure of DFIG2based wind generator
图 3 最大风能追踪 Fig. 3 Power optimization
以风速增加为例说明风能追踪机理 。风速为 4 m/ s时机械转矩与电磁转矩平衡 ,转速稳定 ,风机 和 D FIG 均稳定工作于 A 点 ,转子转速为ω1 。风速 突然增加至 8 m/ s ,风机机械转矩增大 ,运行于 Cmec8 上 C 点 。由于转子惯性 ,转速不能突变 ,DFI G 仍工 作于 A 点 。此时机械转矩大于电磁转矩 ,转速开始 增加 ,风机工作点沿 Ce 向 B 点移动 ,而 DFI G 工作 点沿 ω2 移动 ,直至机械转矩与电磁转矩再次平衡 , 系统稳定工作于 B 点 ,此时转速为ω2 。 对高速轴 ,风机捕获功率为 Pmec = Tmecω2 ,平衡 点 B 处有 T mec = Te ,故图中矩形阴影的面积为该状
关键词 : 变速恒频 ; 动态模型 ; 功率控制 ; 控制策略
中图分类号 : TM614 ; TM76
0 引言
随着世界能源需求量的持续增大导致环境污染 加重及环保压力加大 ,越来越多的国家把发展电能 的研究转向利用清洁的可再生能源 。2006 年底 ,世 界风力发电总装机容量 74 223 MW ,新增装机容量 15 197 MW ,预计到 2020 年占世界总电力比例将达 12 %。风力发电年增长达 35 % ,在可再生能源行业 中发展最快 。通常使用的风力机组大致可分为 4 种 类型[1] ,基于双馈型感应发电机 (D FIG) 的变速风电 机组作为一种非常经济的变速恒频风力发电方案 , 目前已经成为兆瓦级风力发电机组最普遍采用的形 式。
式中 :ψMs 为定子磁链 M 轴分量 ; i Tr 为转子电流 T 轴 分量 ; iMs 为定子电流 M 轴分量 ; U s 为机端电压幅 值。
1. 3 脉宽调制( PWM) 交直交整流器 DFIG 通 常 使 用 PWM 交 直 交 整 流 器 组 驱
动[5] 。转子侧变流器采用滞环 PWM 电流控制对 DFI G 实现交流励磁 。网侧变流器采用具有电压外 环和电流内环的双闭环控制 。电流内环将由锁相环
Tref = g (ωr ) = Pref ωr
ωr > ωref
(4)
式中 : Tref 为控制器输出电磁转矩参考值 ; g (ωr ) 为控
制函数 ; Topt 为最优运行电磁转矩 ; Pref 为指定发电
功率 ;ωr 为转子转速 ; Topt = f (ωr ) 为最优运行曲线 ;
ωref 为参考功率对应的最优转速 。
摘要 : 在 PSCAD/ EM TDC 下建立了双馈型感应变速风电机组动态模型 ,基于该模型提出一种风 电机组功率控制策略 ,并分析了机组约束条件对控制策略的影响 。该策略实现了无风速测量下的 最大风能追踪 ,并可以对风机捕获的功率进行控制 ,使风电机组在风力限制范围内承担系统功率调 节任务 。对一台 2 MW 双馈型感应变速风电机组进行了仿真 ,仿真结果表明控制方案在风速波动 条件下能够准确 、有效地对风电机组最大风能追踪 ,并能对有功 、无功功率按计划进行独立调节 。
为了描述风速的随机性和间歇性特点 ,风速 u 由基本风 、渐变风 、随机风叠加而成 。气动模型模拟 风力机桨叶将风能转变为机械能 ,忽略动态迟滞效 应 ,将风力机捕获机械转矩 Trot 表达为解析形式 。 机械部分包括低速轴 、齿轮箱 、高速轴在内的传动环 节 ,经齿轮箱升速后转矩变为 Tmec 。采用单质量块 低速轴和理想齿轮箱 ,传动部分可用一阶惯性环节 描述 。电网运行控制部分指定机组有功和无功发电 功率分别为 Pref 和 Qref 。桨距角控制系统根据发电 功率 Pgen 和风速对桨距角β进行调节 。
2 DFIG风电机组运行控制
2. 1 DFIG风电机组转速控制策略 当风速小于额定风速时 ,变速恒频风电机组在
一定范围内通过控制转速捕获最大功率 。转速控制 策略分为直接转速控制和间接转速控制 2 类[627] 。 在风速无法准确测量的条件下 ,直接转速控制策略 无法实际应用于稳态运行控制 。本文从转速平衡实 质出发 ,使用间接转矩控制 ,通过控制 DFI G 电磁转 矩不但能实现无风速测量条件下的最大风能追踪 , 而且可实现对捕获功率的有效控制 。 2. 1. 1 最大风能追踪
线与运行曲线最优运行段交于稳定运行点 A ,转速 ωr <ωref1 。若风速上升至 5 m/ s ,最大功率大于 01 2 , 转速上升超过 ωref1 ,则运行点变为恒功率运行段上 B 点 ,机组有功维持在 01 2 。若指定发电功率上升 至 11 02 , 则 运 行 曲 线 变 化 , 此 时 ωref = ωref2 。风 速 5 m/ s的最优功率小于 11 02 ,运行点变为最优运行 点 C。风速 6 m/ s 的最优功率大于 11 02 ,机组运行 于恒功率点 D 。
ωref 根据电网给定发电功率由以下方程求解 :
Pref = ω Topt ref = f (ωref )ωref = h (ωref )
(5)
为避免求解方程 ,实际运行时 ,可将曲线 Pref =
h (ωref ) 存储在控制器中 。根据给定 Pref 反查曲线得
到ωref ,从而确定式 (4) 中的 g (ωr ) ,根据当前转速控
子侧的转子电阻与漏感 ; Rs 和 L sσ分别为定子电阻 和漏感 ;ωs 为同步速 ;Ψ·m 为气隙磁链 ; ×为叉乘符
号 ; L m 为励磁电感 ; s 为转差率 ;p 为微分算子 。
忽略定子电阻 ,且认为无穷大电网电压恒定 ,则
电磁转矩和无功功率为 :
Te = LLmsψMs i Tr
(3)
Q = Us iMs
( PLL) 产生的网侧电压同步信号延迟指定角度从而 产生电流信号 ;同时 ,电压外环通过直流电压偏差产 生网侧交流参考电流增益 。
网侧变流器通过交流侧电流与电压偏移角β控 制网侧变流器无功 。当β= 0°时 ,系统工作于单位功 率因数状态 。
1. 4 桨距角控制系统 当风速大于额定风速时风机恒速运行 ,桨距角
行曲线控制电磁转矩 ,即可实现最大风能追踪 。
2. 1. 2 直接功率控制
仅从机组运行经济角度考虑 ,最优运行方式为
在变速运行范围内捕获最大功率 。这种运行方式下
风电机组功率随风速不断变化 ,不利于电网安全稳
定运行 ,这就要求其功率能够根据需要进行调节 ,使
风电机组在可用风力限制范围内与常规发电方式一
·绿色电力自动化 · 舒 进 ,等 变速恒频风电机组运行控制
态下风机捕获功率 。若该矩形为 Cmec8 上所有点中 面积最大者 ,则 B 点为风速 8 m/ s 的最优运行点 , 相应 ω2 为最优转速 。对于某一确定的风速仅有唯 一最佳运行点 。若使 D FIG 运行于各风速下最优运
行点形成的曲线 Ce 上 ,则可实现最大风能追踪 。 图 3 中 A 点 、B 点均为系统可以稳定运行的状
制 Tref ,即可实现对风机功率的控制 。
图 4 中分别给出风速为 3 m/ s ,5 m/ s ,6 m/ s 对
应的机械转矩特性 。直接功率控制原理如下 。指定
发电功率 01 2 (标幺值) ,此时 ωref = ωref1 。初始风速 为 3 m/ s ,其最大功率小于 01 2 ,则机械转矩特性曲
态点 。但对 Ce 上 D 点左边的点 ,若风速为 8 m/ s , 风机自ωr = 0 启动 ,电磁转矩大于机械转矩 ,转速反 而下降 ,系统无法稳定运行于 D 点 。修改始端为图
中虚线即可实现风速 8 m/ s 以下稳பைடு நூலகம்运行 。
对同一型号风电机组 ,通过测试获得最优运行 曲线 Topt = f (ωr ) ,并事先将其存储在控制器中 。实 际运行时 ,无需风速测量 ,仅由当前转速查找最优运
样承担系统有功调节任务 。
直接功率控制基于以下 2 个策略 :
1) 若指定发电功率超过当前风速下最大功率 ,
则风机按最优运行方式运行 。
2) 若指定发电功率低于当前风速下最大功率 ,
则风机捕获指定功率 。
该策略实际上是最大功率追踪与恒功率控制两
者的组合控制策略 。
直接功率控制可以表示为 :
Topt = f (ωr ) ωr < ωref
调节以维持捕获功率为额定功率 。
桨距角调节系统有如下特点 :机械调节时间常 数较大 ,一般为 01 1 s ;桨距角调节速度较慢 ,一般小 于 01 2 rad/ s ;桨距角调节幅度有限 。桨距角调节系 统如图 2 所示 ,当风速大于额定风速时对桨距角进 行调节 。
— 90 —
图 2 桨距角调节系统 Fig. 2 Pitch angle controller macro
为了最大限度地利用风能 ,可实现最大风能追 踪的变速恒频风力发电控制技术成为研究热点 。由 于风能的随机特性 ,随着风电装机容量的不断增加 , 仅对最大风能进行追踪产生的随机变化的功率无法 满足电力系统功率实时平衡的运行要求[2] 。风电场 应与常规发电方式一样承担系统频率 、电压等调节 任务 。