简述变速恒频风力发电系统的控制策略

合集下载

风力发电中的变速恒频技术综述

风力发电中的变速恒频技术综述1引言风力发电技术是一种利用风能驱动风机浆叶。

进而带动发电机组发电的能源技术。

由于风能储量丰富、用之不竭、无污染等特点，被各国广泛重视，纷纷投入大量的人力物力财力来发展风力发电技术。

第一次世界大战后，丹麦首开先河，制造了仿螺旋桨高速风力发电机组。

随后美国、法国、前西德等国先后制造出了风力发电机组并投入运行。

前西德在风机桨叶制造上首次使用了质地轻、强度高的复合材料。

到20世纪60年代，由于石油廉价和内燃机的广泛运用，风力发电成本高的问题显得突出，和以内燃机为动力的发电技术相比失去竞争力，发展几近停止。

但1973年全世界的石油危机以及燃料发电带来的环境污染问题，使得风力发电技术重新受到重视。

风力发电又进入迅速发展阶段。

先后有美国研制的1000kW大型风力发电机、前西德的3000kW大型风力发电机、英国加拿大的3800kW大型风力发电机投入运行，自动控制技术日益成熟，并形成了能并网运行的风力发电机群(见图1)。

2002年，世界各国风电装机总量达到近40000MW，并且每年增长率达20％，发展势头强劲。

我国现代风力发电技术始于20世纪70年代。

2002年底，我国风力发电装机容量达473MW，遍布新疆、内蒙古、广东、辽宁、浙江等地[1]。

图1风力发电机群最近世界风力发电技术的发展取得很大进步，主要表现为以下几点：（1）风力发电机单机容量稳步变大。

现在单机容量已达到兆瓦级；（2）变桨距调节成为气动功率调节的主流方式。

目前，绝大多数的风力发电机采用这种技术；（3）变速恒频发电系统迅速取代恒速恒频发电系统，风能利用更加有效；（4）无齿轮箱风力发电系统市场份额增长迅速。

这主要是由于没有齿轮箱系统效率显著提高[2]。

2 风力发电机的气动功率调节方式气动功率调节是风力发电的关键技术之一。

风力发电机组在超过额定风速以后，由于桨叶、塔架等的机械强度、发电机变频器等的容量限制，必须降低风机吸收功率，使其在接近额定功率下运行，同时减少桨叶承受的载荷冲击，使其不致受到损坏。

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

新能源技术考试试题

一、填空题1.一次能源是指直接取自的各种能量和资源。

2.二次能源是指的能源产品。

3.终端能源是指供给、和直接用于消费的各种能源。

4.典型的光伏发电系统由、、、和等组成。

5.光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为和光伏发电系统。

6.风力发电系统是将转换为，由、和3大系统组合构成。

7.并网运行风力发电系统有和两种运行方式。

8.风力机又称为风轮，主要有和风力机。

9.风力同步发电机组并网方法有和。

10.风力异步发电机组并网方法有、和。

11.风力发电的经济型指标主要有、、、、和。

12.太阳的主要组成气体为和。

13.太阳的结构从中心到边缘可分为、、、和。

14.太阳能的转换与应用包括了太能能的、、、、与。

15.光伏发电是根据原理，利用将直接转化为。

16.光伏发电系统主要由、、和3大部分组成。

17.太阳电池主要有、、、、与5种类型。

18.生物质能是通过将转化为而储存在生物质内部的能量。

19.天然气是指地层内自然存在的以为主体的可燃性气体。

20.燃气轮机装置主要由、和3部分组成。

21.自然界中的水体在流动过程中产生的能量，称为，它包括、和3种形式。

22.水能的大小取决于两个因素：和。

二、简答题1.简述能源的分类？2.什么是一次能源？3.什么是二次能源？4.简述新能源及主要特征。

5.简述分布式能源及主要特征。

6.简述风产生的原理。

7.简述风力发电机组的分类。

8.简述变速恒频风力发电系统的控制策略。

9.风力同步发电机组的并网条件有哪些？10.影响风力发电场发电量的因素主要有哪些？11.简述光伏发电系统的孤岛效应。

12.简述光伏发电系统的最大功率点跟踪控制。

13.生物质能通常包括哪六个方面？14.利用生物质能主要有哪几种方法？15.简述我国发展和利用生物质能源的意义。

16.简述我国生物质能应用技术主要哪几个方面发展？17.简述燃气轮机的工作原理。

18.小型燃气轮机发电的主要形式有哪几种？19.我国水力资源有哪些特点？20.典型的水电站主要由哪几部分组成？三、分析问答题1.分析双馈异步发电机变速恒频风力发电系统的工作原理。

基于发电机运行优化的变速恒频风电控制策略

ｅｆｃｉｅ，ｍｅｎｆｅｔｖａｗｈｉｉｓｎｉａｅｔｔｈＶＳＣＦｕｌ —ｅｗｉｄｌｔｉｄｃｔｄｈａｔｅｅｉｄｏｂｙｆｄｎｐｏｒｅｅａｉｎａｒｇｌｔｔｅｗｅｇｎｒｔｏｃｎｅｕａｅｈ
（ｒｈＣｈｎｌｃｒｃＰｗｅｉｅｓｔ，Ｂｉｎ０２６ｈｎ）ＮｏｔｉａＥｅｔｉｏｒＵｎｖｒｉｙｅｊｇ１２０，Ｃｉａｉ
ＡｂｔａｔＢａｅｎｔｅｓａｏｉｌｒｅｔｄｖｃｏｏｔｏｄ１ｓｒｃ：ｓｄｏｈｔｔｒｆｅｄｏｉｎｅｅｔｒｃｎｒ１ｍｏｅ，ｄ— ｏｒｉａｅｓｓｅｏａｉｂｅｓｅｄｑｃｏｄｎｔｙｔｍｆｖｒａｌｐｅｃｎｓａｔｒｑｅｃ（ＳｏｔｎｆｅｕｎｙＶＣＦ）ｗｉｄｏｅｅｅａｉｎｙｔｍ，ｔｅｒｎｉｌｏｗｉｄｏｒｅｅａｉｎｓｎｐｗｒｇｎｒｔｏｓｓｅｈｐｉｃｐｅｆｎｐｗｅｇｎｒｔｏｉｄｓｒｂｄＷｈｉｈｔａｅｙｏｈｅｏｔｕｅｅｅｃｃｉｅｐｗｅｒｃｈａｉａｏｒｈｅｅｅｃｅｃｉｅ．ｌｔｅｓｒｔｇｆｔｕｐｔｒｆｒｎｅａｔｖｏｒｔａｋｓｔｅｍｘｍｌｐｗｅ，ｔｅｒｆｒｎｅｅｒａｔｖｐｗｅｆｓａｏｉｃｎｉｅｅｔｅｅａａｅｔｉｖｌｅｂｙｅｃｉｅｏｒｏｔｔｒｓｏｓｄｒｄＯｂｓｔｔｃｒａｎａｕｗｈｃｈｗｉｗｅｇｎｒｔｏｉｈｔｅｎｄｐｏｒｅｅａｉｎｅｆｃｅｃａｅｉｐｏｅｎｌｏｔｅｐｗｅｅｅａｏａｅｏｔｍｉｅ．Ｔｈｕｚｏｉｒｎｉｌｓａｅｕｅｆｉｉｎｙｃｎｂｍｒｖｄａｄａｓｈｏｒｇｎｒｔｒｃｎｂｐｉｚｄｅｆｚｙｌｇｃｐｉｃｐｅｒｓｄ

变速恒频双馈风力发电运行综合控制策略

ｐｗｅｎｅｃｉｅｐｗｅｓｏｔｉｄａｄｍａｉｍｏｒｐｉｔｗａｒｃｄ．ＩｈｏｒａｄｒａｔｖｏｒｗａｂａｎｅｎｘｍｕｐｗｅｏｎｓｔａｋｅｎｔｅＶＳＣＦｎｏｒｗｉｄｐｗｅ
Ｔｅｍｄｓｏｅｉｌｇｉ—ｏｎｃｉ，ｒｎｉｇｉｒａｙｓｔａｄｆｌｒｅｔｒｕｈｗｒｓｂｉｅ，ｈｏｅｆｘｅｒｃｎｅｔｎｕｎｎｎｅｄｔｅｎａｔｉｈｏｇｅｅｅｔｌｈｄｌｆｂｄｏａｕｄａｓ
ＡｙｈｅｉｏｔｏｔａｅｙｆｒＤＦＩｗｉｄｐｏｒｇｎｒｔｏｓｎｔｔｃｃｎｒｌｓｒｔｇｏＧｎｗｅｅｅａｉｎ
ＷＵＧｏｘａｇ，ＨＡＧＪｎｍｉｇ，ＣＥｕ。ｈｎＹａＹｕ－ｅｕ．ｉｎＵＮｉ。ｎａＨＮＧｏｃｅｇ，ＵＬｎ，ＵＪｎｊｉ
２ＳｈｌｆｌｃｏｉｓｎｆｒｔｎＮｎｎｎｖｒｔ，Ｎｎｏｇ２６０Ｃｉ）．ｃｏｅｔｎｃａｄＩｏｉ，ａｔｇＵｉｅｉｏＥｒｎｍａｏｏｓｙａｔ２０７，ｈｎｎａ
Ａｓｒｃ：ｃｏｄｎｅｃａａｔｓｃｏＣｅｃｔｄｖｒｂｅｓｅｄｃｎｔｔｒｑｅｃＶＣ）ｗｎｂｔａｔＡｃｒｉｔｔｈｒｃｒｔｆ —ｘｉａｉｌｐｅｏｓｎｅｕｎｙ（ＳＦｉｄｇｏｈｅｉＡｉｅａａｆｐｗｒｅｅａｏ，ｖｃｒｏｔｌｅｈｉｕｐｌｄｉｄｕｌｆｄｃｉｅｅａｒ（ＦＧ）ｙ ‘ ｏｅｎｒｔｎｅｔｎｒｃｎｑｅｉａｐｉｏｂｙｅｉｕｔｎｇｎｒｔＤＩ．Ａｓｎｇｉｏｃｏｔｓｅｎｄｎｏｏ

变速恒频风力发电系统控制方案分析

的电能转换为与电
制方式来得到恒定的频率。
风能与风速的三次方成正比，当风速在一定范围内变化时。若允许风力机作变速运行，那么可以更好地利用风能。是因为风力机的风能利用系数Ｃ在某一确定的风轮这叶尖速比入下达到最大值，图１示。速恒频发电系统如所恒的风力机由于只能固定在某一转速上。而风能又具有随机
根据风力发电过程中发电机的运行特征和控制技术。
风力发电系统分为恒速恒频发电系统和变速恒频发电系
究较多的变速恒频风力发电技术主要有以下几种：１鼠茏异步发电系统．系统如图２所示，用的发电机为笼型转子。力机通采风
调整以及环境保护将起到重要作用。
变速恒频风力发电是近年来发展起来的一种新型风力发电系统。国外新建的大型风力发电系统大多数采用变速
恒频方式。目前成为风力发电的发展方向。近年来世界上研
维普资讯
＜陡浇饲瓠）０７２０年第２期
工程科技
变速恒频风力发电系统控制方案分析
倪琳
合肥２００）３０９（肥工业大学，徽合安

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。

变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制

变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制摘要：风力发电系统的形成是我国近年来注重电力体制改革背景下，强调可持续发展战略下所兴起的清洁能源发电模式。

风能是一种随机性强、爆发性高、不稳定的能源，因此在并网过程中风力发电输出功率易存在波动的现象，造成电网功率与负荷不匹配，引发停电事故。

此外，由于新型电力系统中具有大量的电力电子器件，因此对于电网的频率振荡较为敏感，这就对风力发电机的输出频率提出了更高的要求。

本文主要对变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制进行论述，详情如下。

关键词：变速恒频；风力发电；风能追踪引言随着传统化石能源如石油、天然气等的逐步枯竭，风能、太阳能、核能等清洁能源已逐步发展为当今世界不可或缺的新能源，风能更是成为位居前列的开发能源。

目前，我国已在甘肃、新疆、内蒙古以及舟山群岛等区域成功建设大型风电场，助力我国西电东送国家战略和长三角地区经济增长。

但大量的风力发电也给大电网的安全运行带来了挑战。

风力发电具有间歇性、不确定性等特征，当风电并网后若无有效的控制措施干预，将干扰火电、水电等构成的传统大电网的稳定性。

1风力发电系统原理风力发电系统由风力机、发电机、传动链、控制装置等构成，其作用是将清洁的风能转换为电能，再通过风电并网将电能传输至千家万户。

风力发电的控制装置用于应对风能的极度不确定性，是将不可控能量向可控能量传递的关键设备。

风力机是我们对风力发电系统认知的宏观产物，通常由三片桨叶组成的风轮、塔架等构成。

根据安装地点的不同，分为水平面安装的风力机和垂直面安装的风力机两种；按照控制策略不同，还可以将风力机分为定距失速、变距失速和主动失速三种类型。

发电机是连接风力机产生的机械能和电能的桥梁，风电并网有极其严苛的条件，不仅要保证并网点电压幅值相同，还需要做到并网频率相同。

风力发电机有恒速运行和变速运行两种结构，而变速运行需要与变流器组合使用才能实现。

变流器物理结构由二极管、IGBT等功率电子器件组成，通过采用先进的高性能控制算法，可以实现任何频率和幅值的风力发电与大电网相连。

变速恒频风力发电系统控制方案综述

∞ ＝２￣ｎ６ｒ／０
Ａ＝＝
（）２（）３
式中：—— 空气密度；ｐ
ｃｎｒｌｓｒｔｇｓａａｙｅｙｃｍｐｒｇｗｉｏｓａｔｓｅｄｃｎｔｎｒｑｅｃ（ＳＦ）ｃｎｒｌｓａｅ，ｔｅｏｔｔｅｗａｎｌｚｄｂｏａｉｔｃｎｔｎｐｅｏｓａｔｆｕｎｙＣＣｏａｙｎｈｅｏｔｔｔｇｏｒｌｓａｉｌｓｅｄｃｎｔｔｒｑｅｃＶＣ）ｃｎｒｔｔｙｈｄａｔｅｆＳＦｒｎｒｔｙｔｈｕｄｕｅｖｒｂｅｐｅｏｓｎｅｕｎｙ（ＳＦｏｔｌｒｅ．ＴｅａｖｎａｓｏＶＣｇｒｅａａｆｏｓａｇｇ
摘要：为满足风力发电机组并网运行的要求，风力发电系统应采用变速恒频控制策略。通过与恒速恒频控制策略进行比较，分析了变速恒频控制策略的优点。详细阐述了国内外主要的变速恒频风力发电系统方案：笼型异步发电机、流励磁双馈发电机、交无刷双馈发电机、直驱式永磁同步发电机。最后对风力发电机的
屯札再拄制应用２１，９（）０２３３
新能源与风力发电ＥＡＭＣ
变速恒频风力发电系统控制方案综述木
张广明，吴煜琪，梅磊，季文娟（南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京２８１１１６）
Ｔｃｎｌｙａｊｇ２１，ｈｎ）ｅｈｏｏ，Ｎｎｉ１８６Ｃｉａｇｎ１

变速恒频风力发电关键技术研究

变速恒频风力发电关键技术研究1、本文概述随着全球对可再生能源需求的不断增加，风力发电作为一种清洁可再生的能源形式正受到越来越多的关注。

变速恒频风力发电技术作为风力发电领域的一项重要技术，具有显著的优势和应用前景。

本文旨在对变速恒频风力发电的关键技术进行深入研究，为推动风力发电技术的可持续发展和优化提供理论支撑和实践指导。

本文将首先介绍变速恒频风力发电技术的基本原理，包括其概念、特点以及在风力发电中的应用。

随后，本文将重点分析变速恒频风力发电系统中的关键技术，如风力涡轮机控制策略、最大功率跟踪控制、能量转换和并网技术等。

通过对这些关键技术的深入研究，本文旨在揭示变速恒频风电发电技术的核心机理，并探索其在实际应用中的优化策略。

本文还将对变速恒频风力发电技术的发展趋势进行展望，分析该技术目前面临的挑战和未来的发展方向。

本文将对研究成果进行总结，并对变速恒频风力发电技术提出进一步的研究和改进建议，为风力发电领域的技术创新和应用推广提供参考。

2、变速恒频风力发电技术的理论基础变速恒频风力发电技术是一种先进的风力发电技术，其核心在于在风速变化的情况下调整风力涡轮机的速度以保持恒定的输出频率。

该技术的理论基础主要涉及风机特性、发电机控制理论和电力电子技术。

风力发电机的特性是变速恒频风力发电技术的重要基础。

风力涡轮机在不同风速下的功率输出特性是非线性的，受到空气密度、叶片角度、叶片形状等多种因素的影响。

为了充分利用风能，实现变速恒频发电，有必要对风力涡轮机的特性进行深入的研究和优化。

这包括通过控制叶片角度来调节风力涡轮机的速度和功率输出，以及通过优化叶片形状来提高风能转换效率。

发电机控制理论是变速恒频风力发电技术的核心。

发电机是风力发电系统中的关键设备，其控制策略直接影响系统的性能。

在变速恒频风力发电技术中，发电机需要能够根据风速的变化调整转速，以保持输出电能的频率不变。

这需要通过先进的控制算法来实现，如最大风能跟踪控制、功率控制等。

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。

新能源发电与控制技术课后答案

新能源发电与控制技术课后答案一、填空题1. 一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源。

2. 二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。

3. 终端能源是指供给社会生产、非生产和生活中直接用于消费的各种能源。

4. 典型的光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池组、控制器、电力电子变换器和负载等组成。

5. 光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。

6. 风力发电系统是将风能转换为电能，由机械、电气和控制3 大系统组合构成。

7. 并网运行风力发电系统有恒速恒频方式和变速恒频方式两种运行方式。

8. 风力机又称为风轮，主要有水平轴风力机和垂直轴风力机。

9. 风力同步发电机组并网方法有自动准同期并网和自同步并网。

10. 风力异步发电机组并网方法有直接并网、降压并网和晶闸管软并网。

11. 风力发电的经济型指标主要单位千瓦造价、单位千瓦时投资成本、财务内部收益率、财务净现值、投资回收期和投资利润率。

12. 太阳的主要组成气体为氢和氦。

13. 太阳的结构从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气。

14. 太阳能的转换与应用包括了太能能的采集、转换、储存、运输与应用。

15. 光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。

16. 光伏发电系统主要由太阳电池组件，中央控制器、充放电控制器、逆变器和蓄电池、蓄能元件及辅助发电设备3 大部分组成。

17. 太阳电池主要有单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、碲化镉太阳电池与铜铟硒太阳电池5 种类型。

18. 生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。

19. 天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的可燃性气体。

20. 燃气轮机装置主要由燃烧室、压气机和轮机装置3 部分组成。

21. 自然界中的水体在流动过程中产生的能量，称为水能，它包括位能、压能和动能3 种形式。

变速恒频风电系统优化控制策略研究

１变速恒频双馈风电系统工作原理双馈电机在结构上跟绕线式异步感应电机相
似，可调节励磁电流的幅值、频率和相位。运行时电机的定子侧通过隔离变压器接人工频的三相电网，转子侧跟变频器相接，并从变频器中得到低频励磁电流。整个变速恒频风电系统的结构原理如图１所示。
相对于一般发电机组，双馈感应发电机（ＤＦＩＧ）在励磁电流的控制上更加灵活，机组运行更加稳定，便于发电系统实现更安全、便捷的并网 ¨。。能量稳定的双向流动是保证风电系统稳定运行的前提，笔者采用双ＰＷＭ变换器作为励磁电源，通过采用矢量控制策略，实现了有功功率和无功功率的解耦控制，实现了在单位功率因数下能量的双向流动。
轴的负方向上。则：＝。，砂＝０，ｕ＝０，“ ＝
一
。式（１）～（３）可变为：
０＝ｐｑ，。
Ｍ＝一Ｗｌ
＝Ａｕ＋
ｒｄｌ
“ ｑ
＝Ａｕ＋ “ ｗｌ
轴上的分量；
ｐ —— 微分算子；
ｕｄ，Ｍｓ口，Ｍｒｄ， —— 定子电压、转子电压在ｄ＇ｑ
轴上的分量；
—
—
同步Байду номын сангаас 速度；
— — ｄ—ｑ坐标系相对于转子的
角速度。
ＤＦＩＧ定子绕组通过隔离变压器接在电网上，

变速恒频双馈异步发电机的控制策略

变速恒频双馈异步发电机的控制策略作者：申小君来源：《新课程·上旬》2012年第10期摘要：随着经济全球化的发展，人类社会的发展也开始步入新的时代，众所周知，能源、信息和材料是人类在21世纪走向新文明的三大支柱产业，这三大产业奠定了人类文明发展的基石。

尤其是其中的能源产业。

能源产业对我国的发展影响更为重要与深远。

而电气传动系统作为能源产业的一个重要组成部分，是研究的重中之重。

以研究变速恒频双馈异步发电机为例进行阐述。

关键词：变速恒频；发电机；同步；励磁一、变速恒频双馈异步发电机研究的背景由于人们对大自然的过度开采，造成了今天地球上的环境污染日益严重，矿产资源也日益短缺。

鉴于这种情况越来越严重，世界上各个国家都开始开发和发展新能源——可再生的绿色能源。

当然，也包括我国。

而风能作为一个可再生、无污染、可循环使用的新能源已被各个国家所利用与开发［4］。

变速恒频双馈异步发电机就是运用了风能。

二、变速恒频双馈异步发电机工作的原理日前，在主流的风力发电机系统中，大多都采用的是变速恒频的控制方式。

并且一般都采用的是双馈电机或者永磁同步电机来作为风力发电机的。

1.双馈的运行原理。

“双馈”的意思和含义就是分别从电机的定、转子双向馈电，由于双馈电机由转子提供交流励磁，因而也被称为异步化同步电机或者是交流励磁同步电机。

双馈调速是指将双馈电机的定子绕组直接接到工频电源上，转子组接到一个幅值、频率、相序和相位都可以调节的变频电源上。

由于变频电源的控制方式有所不同，所以双馈调速也可以划分为自控式调速和他控式调速。

他控式调速在工作中通过专门的频率给定装置独立控制变频器的输出功率。

而自控式则是由转子侧逆变器的频率通过系统的调节，然后根据运行的状态进行自动控制的。

这就是变速恒频双馈异步发电机运行的原理。

2.励磁控制系统的基本功能。

为满足双馈发电机低于同步速、等于同步速和高于同步速运行的各种工况要求，向转子绕组馈电的双向变频器应买足输出电压（或者电流）的频率、幅值、相序和相位的可调。

基于DFIG的变速恒频风力发电机组控制策略

ＵｒＲｉ＋Ｌｉ＋：ｑ，，ａ，￣ ∞ （＝ｑｐ＋（
¨ ｕ
。。 … ／）Ｌ）
再将式（０１）代入式（）转子电压方程可得２
式中ｎ为发电机电源频率对应的角速度；：交流） ∞为
…
励磁电源频率对应的角速度；下标Ｓｒ分别表示，
参数Ｒ：．１１Ｒ＝．１，０１２Ｌ．．１，０００２，０００８Ｌ＝．０，，０１，－
｛筹ｉｅＩｉｑｚ＋＋ｉ＝Ｒｍ砒Ｌ～＋
寻＋＝ｆ（）ｄｖｃ。ｄ
式中ｐ为微分算子；Ｕ，Ｕ为电网电动势矢量的ｇｑ
￡－．６，＝；频器部分的变压器阻抗Ｌ００，３３２ｐ２变＝．１
（）大电网的电压１３
Ｐ＝２０００ｋＷ，。＝６９０Ｖ，。
．
＝。
５；０Ｈｚ假定无穷
０并保持不变。。
假定定子和转子侧都运行在单位功率因数状分量；，为三相ＶＳＲ交流侧电压矢量的ｇ分态；直流母线电压指令值设置为１００Ｖ；转子速２量；，为三相ＶＳＲ交流侧电流矢量的ｇ分量；度指令值初始设置为０６．，在２Ｓ突变为０８．；风力
为直流母线电压；∞ 为同步角速度。将同步旋转坐标系下的ｄ定于电网电压空间轴
＝１三。为漏１）定、转子；ｕ为电压；ｉ电流；Ｒ为电阻；为电式中ｏ一（上）磁系数。由式（１即可看为出转子电压的控制量Ｕ，转子电流ｄｑ轴分量Ｕ，，感；Ｌ互感；为磁链：为Ｐ为微分算子。可为了实现发电机输出电压的频率控制及输出有之间的交叉耦合项对系统的性能影响并不大，以这在基于功、无功功率的独立调节，以及完全实现ｄ，ｑ轴通过一定的控制器消除该耦合项的影响，Ｐ的数字控制器中很容易实现。变量之间的解耦，系统采用定子磁场定向矢量控ＤＳ本图２为双馈发电机转子侧变速器速度控制模式制方法。参考坐标系放在以同步速度旋转的磁场将

变速恒频风力发电最大风能控制策略的研究

Ａｂｔａｔｓｒｃ：ｅｓｅｄｏｅｗｉｄａｗａｓｈｎｅ．ＯｉｉｎｃｓａｙｔｘｒｃｘｍｕｗｉｄｅｅｇｐｅｆｈｎｌｙａｇｓＳｅｅｓｒｅｔａｔｔｃｔｓｏｍａｉｍｎｎｒｙ
能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。因此，风能作为一种无污染、可再生的绿色能源，已得到人们的广泛关注。无论是在远离电网的边远农村还是在有电网的城市地区都具有巨大的发展潜力。目前尤以变速恒频风力发电系统最受欢迎，因为，该风力发电系统较之传统的恒速恒频风力发电系统有许多优点：低速时它能够根据风速的变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高风速时利用风轮转速的变化，储存或释放部分能量，使功率输出更加平稳［】】。
式中：为风力机功率系数；Ａ为风力机扫掠面积；Ｐ为空气密度；ｖ为风速。实际上，就是风力机将风能转换为机械能的效率，它是叶尖速比和桨叶节距角ａ的函数。可见，
在风速一定的情况下，发电机获得的输入机械功率
捕获最大风能、提高风力发电机的运行效率是变速恒频风力发电方式的本质要求。在文献【中，提到２】了多种实现变速恒频的发电方式，但其中交流励磁双馈发电机方案最具优势。由于交流励磁变频器只需供
ＬＮＧ，ＩＹｕＺＨＡＮＧｏｇｚｕｎＴｎ－ｈａｇ
（ｈｃｏｌｆｎｏｍａｉｎａｄｌｔｃｌｎｉｅｒｇＣｉａｉｅｓｙＴｅｈｏｏｆｒｔｅｒａＥｇｎｅｎ，ｈｎｖｒｉＳＩｏｎＥｃｉｉＵｎｔｏｉｎｎｅｈｏｏｙＸｕｈｕ２１０，ｈｎ）ｆｎｇａｄｃｎｌｇ，ｚｏ２０８ＣｉａＭｉＴ

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。
THANKS
感谢观看
变速恒频双馈风力发电机组控制技术
汇报人：
2023-11-22
目录
• 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

新能源发电技术简答题(作业答案)

1、何谓能源？能源就是能产生能量的东西,或者说能从中取得能量的东西在自然界里，有一些自然资源拥有某种形式的能量，它们在一定条件下，能够转换成人们所需要的某种形式的能量,这样一些自然资源称之为能源,如煤炭、石油、天然气、太阳能,风能，水力、地热、核能等。

2、什么是一次能源？什么是二次能源？两者有哪些区别？一次能源又叫自然能源，是自然界中以天然形态存在的能源，是直接来自自然界而未经人们加工转换的能源。

它包括:原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等。

二次能源是人们由一次能源转换成符合人们使用要求的能量形式。

例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等。

二次能源比一次能源的利用更为有效、更为清洁、更为方便。

人们在日常生产和生活中经常利用的能源多数是二次能源。

电能是二次能源中用途最广、使用最方便、最清洁的一种，它对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着特殊的作用.3、何为可再生能源？何为绿色能源(狭义和广义）?可再生能源是不会随着它本身的转化或人类的利用而日益减少的能源，具有自然的恢复能力.绿色能源也称清洁能源，是从能源的生产对环境的影响角度来说的,它可分为狭义和广义两种概念狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。

这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。

有时也把绿色植物提供的燃料叫绿色能源。

广义的绿色能源则包括在能源的生产及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤4、何为常规能源？何为新能源？常规能源：指在相当长时期和一定的科学技术水平下，已经被人类长期广泛利用的能源,不但为人们所熟悉，而且也是当前主要能源和应用范围很广的能源，称之为常规能源，如煤炭、石油、天然气、水力、电力等。

新能源：只有采用新近开发的科学技术才能开发利用的古老资源，或新近才开发利用,而且在目前所有能源中所占比例很小，但很有发展前途的能源，这些能源成为新能源，或者替代能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能等。