全功率驱动的异步风电机组的控制策略研究
风力发电技术与功率控制策略初探 刘明
风力发电技术与功率控制策略初探刘明摘要：随着社会经济的快速发展，人们对能源的需求越来越大，传统的能源供给面临巨大的压力。
风力发电技术的出现，极大地缓解了社会生产中的能源需求问题。
在使用风力发电技术的同时通过功率控制，有效提高了风力发电机组风能的利用率。
论文主要对风力发电技术做了分析，探讨了风力发电技术功率控制策略。
关键词：风力发电技术；功率控制；策略1引言相对于传统能源来说，风能的开发利用不仅成本低，而且环保安全，最重要的是风能是可再生能源。
目前风能的开发利用主要是风力发电。
在实际工作中，风力发电机组对风力的利用率是比较低的，因此专家对风力利用率的提高技术研究一直没有间断。
2风力发电技术概述2.1风力发电技术原理风力发电技术指的是将风能通过风力发电机转化为电能的技术。
风力发电的过程就是把风能经由机械能转换为电能的过程，风能转化为机械能的过程由风轮实现，机械能转化为电能的过程由风力发电机及其控制系统实现。
风力发电技术的基本原理是风的动能通过风轮转换为机械能，再带动发电机发电转换为电能。
在这个过程中，风力发电机组大多为水平轴式风力发电机，它由多个部件组成，包括叶片、轮毂、增速齿轮箱、发电机、主轴、偏航装置、控制系统、塔架等。
2.2风力发电的特点风能发电在近 10 年来已取得飞速发展，目前，全球风电装机容量已近 4 270亿MW。
风力发电技术能够得到大量的推广与它的特点是分不开的。
风能属于可再生能源，风力发电有充足的能源支持；风力发电技术建设周期短以及装机规模灵活，在风能充足的地方可以用最短的时间建立风力发电基础设施，可以用最快的速度将风能转化为需要的电能；可靠性高和成本低使得风力发电的推广使用迅速提高；风力发电在操作运行方面也是比较简单的，而且风力发电建设占地面积小。
风力发电的特点总结下来就是能源充足，操作简单，成本低无污染。
3风力发电技术的发展趋势随着风力发电技术的推广和使用，在不断的实践操作中，得到了越来越多的改善。
基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的研究
基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的研究异步风力发电机直接转矩控制是风力发电系统中的核心技术之一，其能够确保发电系统的安全运行和高效输出。
在传统控制方法中，由于异步发电机特性的不确定性以及外部环境干扰的影响，控制精度和效率较低。
而基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法能够解决这些问题，并具有出色的控制性能和稳定性。
本文将对此方法进行深度研究和详细阐述。
1. 基于SVPWM的风力发电机直接转矩控制原理SVPWM即空间矢量脉宽调制技术，它是一种高效的PWM控制方法，能够将三相交流电压转换为两个合成对称的方波信号，从而实现对电机速度和转矩的精密控制。
同时，SVPWM也能够有效减小齿槽谐波以及换相过程中的电压尖峰，保证电机运行的平稳性和稳定性。
异步风力发电机的直接转矩控制主要应用了磁场定向控制和电流内环闭环控制原理。
在该控制方法中，电机的速度和位置信息由编码器或者传感器获取，并通过转速控制器反馈至控制器。
根据此信息，控制器能够实现对电机输出磁场定向电流以及转矩电流的控制。
具体来说，SVPWM控制方法主要分为三个步骤：1）采样输入电压和电流信号，并进行四象限运算，确定电机转矩和位置信息。
2）将电机电流信号转化为abc坐标系下的矢量信号，计算出合成矢量以及其所在扇区。
3）根据合成矢量和扇区，进行开关管的开关控制，实现磁场定向和转矩控制。
在SVPWM控制过程中，关键是要确定合成矢量和扇区。
首先，通过坐标变换将三相电流转换为abc坐标系下的矢量；其次，根据矢量的和差性和相邻矢量的夹角，计算出合成矢量以及其所在扇区。
最后，根据合成矢量与各相基波的相对关系，确定开关管的开关方式和时序，实现对电机转矩和速度的控制。
2. 基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的实现基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的实现主要包括以下步骤：1）采集电机的速度和位置数据，通过速度控制器实现转速反馈，控制电机的速度。
探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略
探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略摘要：在电力事业快速发展中，重视风力发电并网技术的应用，可实现对风力资源的有效开发与运用，践行环境保护理念的同时提升电能质量。
另外，明确不同风力发电并网技术的优劣势，并通过电压波动以及闪变抑制、增强电能消纳水平、实现电网智能化发展、机组设计改进等策略实现电能质量的控制，推进风力电网并网发展。
关键词：风力发电并网技术；应用；电能质量；控制策略引言当前，我国的风力发电技术已经有较为成熟的应用，并且已经为社会用电发挥了重要作用。
但是，风电并网会在一定程度上对电网产生影响，而且随着风电容量的不断增加，这种影响也越来越明显和严重，所以，要采取有效的方法控制这种不利影响，从而为社会提供更高质量的电能。
1风力发电技术的特点及发展状态风电主要就是将风的动能转变为电力，风能作为一种可再生的清洁能源，受到了全世界的关注。
风能本身就富有丰富的能量，比地球上可开发的水能总量高出十倍左右。
我国的风能资源十分丰富，可开发并利用的风能高达10亿千瓦。
风本身就是一种无公害的能源，且在使用过程中是取之不尽用之不竭的一种能源。
在全球范围内还存在缺水、缺燃料以及交通不便的城市，选择风力发电能规避出现的诸多能源消耗问题。
海上风电也是可再生能源发展的关键领域，同时也是推动风电技术进步及产业升级与发展的必备力量，在当前能源结构调整等诸多前提下，采用风电能够更好地促进调整的体系推进。
当前风力发电技术发展状态可以以下四点进行分析。
单机容量稳步提升。
从20世纪80年代开始，我国单机功率55kW为主要发电功率，从90年代初期开始提升为100~300kW为主要发电功率，从90年代中期开始提升为450~600kW为主要发电功率。
在持续不断地单机容量发展中能够看出，我国风力发电技术也在不断扩大；变桨调节方式替代传统失速功率调节模式。
失速功率调节模式主要存在的问题是由于风力发电组性能受到叶片失速性的影响，整体额定风速持续变高，在风速超过额定数值后发电的功率就会不断下降。
风力发电系统控制策略研究
风力发电系统控制策略研究随着全球能源需求不断增长，石油等化石燃料资源的枯竭也逐渐显现。
对于可再生能源的需求越来越高，其中风力发电逐渐受到了人们的关注和青睐。
然而，由于其天气条件的变化和风轮转动速度的不稳定，风力发电也存在一些问题，如何进行控制和优化风力发电已经成为目前亟需解决的问题。
风力发电可以提供清洁、可再生的电能，使其成为我们生活中的重要组成部分。
随着技术的不断进步，风力发电的效率和性能也在不断提高。
然而，风力发电系统控制策略问题是目前需要优先解决的。
风力发电系统包含风能转换系统、变压器和输电系统等组成，其控制策略主要有以下几种：1.最大功率点跟踪控制策略（MPPT）最大功率点跟踪控制策略是指在风力发电机组输出功率最大的工作状态，即最大功率点附近调整风力机转速和桨角，保持风轮叶片始终处于最佳状态，实现发电系统效率最大化。
MPPT控制策略的目标是稳定风机输出功率，提高风机的发电效率，减少功率损耗。
最大功率点跟踪控制策略已经被广泛应用到风力发电系统中,对于提高整个系统的效率起到了积极的作用。
2.暂态功率控制策略（TPC）暂态功率控制策略是指在风能转换系统出现变化时，如风速发生变化、传动机构出现故障等情况，通过调整风机转矩或桨角，使得风机输出功率保持在稳定值附近，控制能够更好地适应不同的外部环境变化。
3.场励控制策略（FEC）场励控制策略是指通过调节风机的发电机转速，间接改变风机输出功率的控制策略，对于控制系统的稳定性和抗干扰性有很好的保障作用，在风速较低的情况下能够提高风机输出功率。
除了上述的控制策略之外，还有其他一些控制策略，如基于模型预测控制的策略、建立时域模型等。
这些策略都有其独特的优势和适用场景，在实际应用中需要根据具体的市场和技术需求进行选择和调整。
然而，风力发电系统也存在着一些问题，如怎样利用多个风力发电机组的协同发电，以及如何提高系统效率，让风力发电在成本和经济效益上更具竞争力。
对于这些问题的解决，需要在控制策略的基础上进行进一步研究和优化。
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略CATALOGUE 目录•全功率变流器风电机组概述•全功率变流器风电机组的工作原理•全功率变流器风电机组的控制策略•全功率变流器风电机组的性能评估与优化•全功率变流器风电机组的发展趋势与挑战CHAPTER全功率变流器风电机组概述风能发电简介风能是一种清洁、可再生的能源，具有广泛的应用前景。
风力发电技术经过多年的发展，已经逐渐成熟并被广泛应用于电力领域。
风能发电的基本原理是利用风能驱动风力发电机转动，进而驱动发电机产生电能。
全功率变流器是风电机组中重要的组成部分，主要作用是将风力发电机产生的电能进行变换和调节，以满足电网的需求。
全功率变流器具有高效率、高可靠性、高灵活性等特点，能够有效提升风电机组的整体性能。
全功率变流器的作用风电机组与电网的交互风电机组需要与电网进行良好的配合，以保证电能的质量和稳定性。
风电机组需要适应电网的运行要求，如电压、频率、相位等参数，以保证风电场的稳定运行。
风电机组与电网的交互是实现风能发电的重要环节之一。
CHAPTER全功率变流器风电机组的工作原理风轮齿轮箱将风轮的转速提升，并将其传递给发电机。
齿轮箱通常位于风轮和发电机之间。
齿轮箱发电机01020303开关全功率变流器的电力电子器件01整流器02逆变器最大风能追踪电力控制全功率变流器的控制原理CHAPTER全功率变流器风电机组的控制策略最大风能追踪控制变速恒频控制1直交轴电流控制23直交轴电流控制是一种用于抑制风电机组运行过程中产生的谐波电流的控制策略。
该控制策略通过实时监测发电机电流，将其中谐波电流分量消除或减弱，以减小谐波对电网的污染。
直交轴电流控制通常采用PWM整流器来实现，通过控制PWM的占空比和相位，实现谐波电流的抑制和功率因数的优化。
矢量控制策略CHAPTER全功率变流器风电机组的性能评估与优化性能评估方法发电效率评估01电网稳定性评估02抗干扰能力评估03控制策略优化最大风能追踪控制滑模变结构控制电力电子器件的优化与保护电力电子器件的选型与配置全功率变流器风电机组需要选择适当的电力电子器件，如IGBT、IGCT等，并配置相应的保护电路，以确保其在高电压、大电流等极端环境下能够安全、可靠地运行。
风力发电机组控制策略研究
风力发电机组控制策略研究随着可再生能源产业的迅猛发展，风力发电作为其中的重要组成部分，正逐渐成为解决能源供需平衡和减少环境污染的有效途径。
风力发电机组控制策略的研究，对于提高风力发电的效率、降低运行成本以及保证系统可靠性具有重要意义。
本文将对风力发电机组控制策略的研究进行讨论，并针对当前面临的挑战提出相应的解决方案。
风力发电机组的控制策略可分为整机控制策略和发电机控制策略。
整机控制策略旨在优化风力机组的性能以及风能的利用率，包括速度控制策略、功率调整策略和最大功率点跟踪策略等。
而发电机控制策略主要涉及到发电机的转矩控制以及电网连接控制。
在整机控制策略方面，速度控制策略是一种常用的方法。
该策略通过调整风力发电机组的转子转速，使其在不同风速条件下都能工作在最佳转速范围，从而提高发电效率。
此外，功率调整策略也是一种常见的整机控制策略，其重点在于维持机组输出的电功率稳定，并进行功率平衡调节。
最大功率点跟踪策略则是通过实时测量风速和机组输出功率，并通过控制转矩和转速来跟踪最大功率点，从而最大限度地提高利用率。
发电机控制策略则是确保风力发电机组与电网稳定连接的关键。
发电机的转矩控制是其中的重要一环。
通过调整转矩实现风力机组对风速的快速响应，可以提高发电机的输出功率和控制性能。
此外，电网连接控制策略也是确保风力发电机组安全、稳定地与电网交互的关键。
该策略需要确保风力发电机组与电网的频率和电压保持一致，并在电网异常情况下能够快速切换到并网或脱网状态。
然而，当前风力发电机组控制策略研究面临着一些挑战。
首先，由于风力发电机组具有非线性、时变和互联特性，控制策略的设计需要克服这些复杂性。
其次，随着风力发电规模的不断扩大，风力发电机组的运行安全和可靠性也变得更加重要。
因此，如何设计出适应不同工况的控制策略，以提高风力发电的可靠性和安全性，成为了当前的研究热点。
针对以上挑战，研究人员提出了一些解决方案。
首先，采用先进的控制算法和人工智能技术，可以增强风力发电机组的控制性能和适应性。
风电发电系统建模与控制策略研究
风电发电系统建模与控制策略研究随着全球对可再生能源发电的需求日益增长，风能成为了最受关注的一种可再生能源之一。
风电发电系统已经成为了全球主流的电力生产方式。
控制策略和系统建模是风电系统设计中最关键的方面之一，也是未来风能行业发展和实现高效利用的关键。
一、风电系统建模风电系统模型是对系统的数学描述，用于分析系统性能和特性的工具。
风电系统模型一般包括机械子系统、电气子系统和电网子系统三个方面。
机械子系统包括风轮、转子、齿轮箱、发电机和塔架等部分。
电气子系统包括变流器、变压器、电容器等部分。
电网子系统包括机组出力或网络气象条件的变化、电网负荷和运行工况等因素。
对于风电系统的建模，需要考虑到系统各种子系统及其之间的耦合关系，并确定合适的模型参数和模型形式。
各子系统之间不同类型成分之间的耦合关系是非常关键的，例如机械子系统中风轮和发电机间的转矩耦合、电子系统中变流器与发电机的电气耦合以及电气系统中负荷改变和电容器的影响等。
为了更好地模拟风电系统的行为，建模还需要考虑稳态与瞬态两种特性。
通常在建模时，使用等效电路模型或者传递函数模型的方法，这两种方法也是目前风电系统建模的主要方法。
二、风电控制策略风电系统控制是保证风电系统稳定运行和高效工作的关键。
风电控制策略是提高风电系统全局性能的关键规则和指导方针。
常用的风电控制策略包括：（1）桨叶安装角度控制策略该策略根据风速和机组状态来调节桨叶安装角度，控制风轮的收集力，从而保证系统的电能贡献和安全性。
（2）切除/ 自动故障检测策略该策略用于检测异常事件，如大风或系统故障，以及监测机组内层子系统和外层子系统之间的互动行为，有效降低系统失效风险并保证电网稳定性。
（3）功率跟踪为了维持电网系统的电能贡献，风电系统需要基于当前风速和电网反馈信息来跟踪机组出力。
三、风电系统发展趋势未来，随着风电系统的技术改进和不断的经验积累，风电系统将在可靠性和控制策略等方面得到进一步的改进。
基于SVPWM的鼠笼异步风力发电机直接转矩控制研究与实验
基于SVPWM的鼠笼异步风力发电机直接转矩控制研究与实验张文元;张力【摘要】相比于永磁同步风力发电机,鼠笼异步发电机具有结构简单牢固、体积小、维护及运行成本低、无永磁体退磁的隐患等特点,在数千千瓦功率等级的风力发电运用中,使用鼠笼异步发电机是一个值得考虑的方案.本文针对全变速鼠笼异步风力发电系统,提出一种基于SVPWM的鼠笼异步风力发电机直接转矩控制策略,相比于传统转子磁场定向控制不需要电流内环控制,直接对发电机的电磁转矩和定子磁链直接控制,加快了转矩和磁链控制的响应速度.最后,通过实验验证了所提控制策略的正确性与有效性.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2018(056)003【总页数】5页(P68-72)【关键词】风力发电;鼠笼异步发电机;直接转矩控制;SVPWM【作者】张文元;张力【作者单位】广西大学,电气工程学院,广西南宁 530004;广西大学,电气工程学院,广西南宁 530004【正文语种】中文【中图分类】TM341 引言随着传统化石燃料的耗尽和环境污染问题日益突出，人们将目光投向可再生的新能源发电机技术。
在众多的可再生能源发电技术中，风力发电因其技术成熟、成本较低和大规模开发利用的优势成为新能源发展最快、最具有竞争力的发电技术[1]。
风力发电系统的结构也经历了三个时期的改变，在早期使用最多的是定速型鼠笼异步发电机系统，其定子绕组直接和电网连接对电网干扰较大且发电效率较低；目前，市场安装最多风力发电机为变速的双馈异步发电机，其调速范围有限且定子绕组和电网直接相连不利于低电压穿越控制；为了改进以上两种风力发电系统的不足，新一代全变速风力发电系统产生，有效提高了风力发电系统的效率和低电压穿越性能[2]。
在全变速风力发电系统中，主要使用永磁同步发电机和鼠笼异步发电机，相比于永磁同步风力发电机，鼠笼异步发电机具有结构简单牢固、体积小、维护及运行成本低、无永磁体退磁的隐患等特点，在数千千瓦功率等级的风力发电运用中，使用鼠笼异步发电机是一个值得考虑的方案[2-4]。
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略全功率变流器是一种将风力发电机产生的交流电能转换为电网所需的直流电能的电子装置。
它的主要功能是实现风电机组的功率调节、保护以及与电网的连接。
全功率变流器由三个主要的模块组成：整流器、逆变器和控制单元。
整流器模块将风电机组产生的交流电能转换为直流电能，通过控制交流电能的整流部件（如晶闸管或IGBT）的导通角度，可以实现对输出直流电压的控制。
整流器的输出直流电压通过一个滤波电容进行平滑，以减小输出的脉动。
逆变器模块将整流器输出的直流电能转换回交流电能，通过控制逆变部件（如IGBT）的开关状态和频率，可以实现对输出交流电压和频率的控制。
逆变器的输出交流电能经过一个输出滤波器进行滤波，以去除输出的高次谐波。
控制单元对整个全功率变流器进行监测和控制。
它通过读取风电机组和电网的各种参数，如转速、电压、电流等，来实现对整流器和逆变器的控制。
控制单元采用先进的控制算法，如PID控制算法，来实现对全功率变流器的稳定运行和动态响应。
调频控制方式是通过控制风电机组的转速来实现对输出功率的控制。
该控制方式根据电网的需要，调节风电机组的转速，以使输出功率与电网的需求匹配。
调频控制可以使风电机组在不同的风速下运行在最佳转速范围内，提高风电机组的发电效率。
功率控制方式是通过控制全功率变流器的输出功率来实现对风电机组的控制。
该控制方式通过调节变流器的导通角度或输出电压，以控制风电机组的输出功率。
功率控制可以使风电机组根据电网的需求进行平稳的功率输出，提高电网的稳定性。
此外，全功率变流器还具有多种保护功能，如过电流保护、过电压保护、过温保护等，以确保风电机组和电网的安全运行。
控制单元还可以实现对功率输出的统计和调度，以优化风电机组的运行效果。
总之，全功率变流器通过整流器和逆变器的转换作用，将风力发电机产生的交流电能转换为电网需要的直流电能，并通过控制单元的监测和控制实现对全功率变流器的稳定运行和动态响应。
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
全功率变流器风电机组的发展趋势
要点一
控制策略的不断优化
要点二
集群控制和智能运维
随着电力电子技术和计算机控制技术 的发展，全功率变流器风电机组的控 制策略将不断优化，以实现更高的运 行效率和更强的抗干扰能力。
未来全功率变流器风电机组将实现集 群控制和智能运维，通过集中控制和 智能化管理，提高风电场的效率和可 靠性。
要点三
与储能系统结合
全功率变流器风电机组将与储能系统 结合，以实现能量的就地消纳和存储 ，提高风电场的稳定性和经济性。
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风轮
捕获风能并转换为机械能。
发电机
将机械能转换为电能。
变速器/齿轮箱
将风轮的慢速旋转转化为发电机所 需的高速旋转。
塔筒
支撑风轮和发电机等设备。
风力发电系统的运行原理
当风吹过风轮时， 风能转化为机械能 。
发电机产生的电能 通过电缆传输到电 网。
风轮带动发电机旋 转，产生电能。
风力发电系统的优缺点
优点
矢量控制优点
矢量控制能够实现精确的磁场控制，同时可以优化转矩控制，从而提高风电机组 的效率和稳定性。
直接功率控制策略
直接功率控制原理
直接功率控制是一种基于功率滞环比较器的控制方法，将实 际功率与参考功率进行比较，通过调节变流器开关管的占空 比来控制输出功率。
直接功率控制优点
直接功率控制具有简单易行、响应速度快、抗干扰能力强等 优点，适用于高速运行的风电机组。
全功率变流器在风电机组中的作用
提高风电机组的效率和可靠性 ，降低维护成本。
控制风电机组的运行状态，使 其在各种风速条件下都能保持
最佳性能。
实现最大风能追踪功能，提高 风电机组的发电量。
风力发电系统的最优功率控制策略研究
风力发电系统的最优功率控制策略研究风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，逐渐受到了广泛的关注和应用。
然而，由于风能的不稳定性和不可控性，风力发电系统的最优功率控制成为了一个复杂而关键的问题。
本文将探讨风力发电系统的最优功率控制策略的研究，并分析其关键问题和挑战。
第一部分：风力发电系统的特点风力发电系统是一种将风能转化为电能的设备，其核心部分是风力发电机组。
风力发电系统具有以下几个特点：1. 高度依赖于风能资源：风力发电系统的效率和产能直接受制于风能资源的强度和分布。
因此，选择合适的风能资源地点和采用适当的风力发电机组是确保系统性能的重要因素。
2. 不稳定性和季节性：风能的强度和方向随时间呈现出较大的变化，导致风力发电系统的输出功率存在明显的不稳定性和季节性波动。
这就要求系统能够根据风能变化实时调整发电机组的控制策略，以实现最优的功率输出。
3. 多变性：风力发电系统的组成部分较多且复杂，包括风力发电机组、逆变器、变压器等多个子系统。
这就给系统的控制设计带来了一定的挑战。
第二部分：最优功率控制的关键问题风力发电系统的最优功率控制是指在不同风能条件下，使风力发电机组能够以最高的效率提供最大的电能输出。
然而，由于风能的不确定性和系统多变性的影响，最优功率控制面临以下几个关键问题：1. 风能预测：风能预测是风力发电系统最优功率控制的前提条件。
通过准确地预测未来一段时间内的风能变化，可以为系统提供合理的运行策略，使电能输出达到最大化。
但是，由于风能预测的复杂性和不确定性，目前的风能预测方法仍存在一定的误差和可优化的空间。
2. 风力发电机组的控制策略：风力发电机组的控制策略直接影响到系统的功率输出。
合理的控制策略应考虑到风能资源的变化情况，并根据实时的风速、风向和功率需求等参数进行相应调整。
目前，常用的控制策略包括最大功率点跟踪、恒定功率控制和变桨角控制等。
不同的控制策略在不同的风能条件下会产生不同的效果，需要根据实际情况进行选择和优化。
风力发电技术与功率控制策略
0引言当前，不仅我国尤为重视风力发电，其他国家也对其密切关注，将其确定为一种必须加大发展力度的新能源技术。
风力发电技术与功率控制策略文/李 宁漠、荒岛及沿海的浅海中建造，占用耕地规模大大减少。
运用风力发电，不会产生废物或废气，不会对环境和人类造成影响。
例如，年发电量为 207 871.9毫瓦小时的风电场，与燃煤电厂相比，按照火电煤耗312 克每千瓦·时计算，每年可节约标煤66 700吨，每年可减少CO2排放量约170 800吨、SO2排放量约81.1吨、烟尘约6.6吨、氮氧化合物排放量约72.8吨。
2风力发电技术的基本发电原理风力发电主要是把风能变成机械能，然后将其转变成电力能源。
风力发电机组是风力发电中运用的一种设备装置，其主要可以分为3个部分，即塔架、风机主机、叶轮。
叶轮装置将风能转变成机械能，其主要包括：三片螺旋桨形状的桨叶、轮毂。
在风的作用下，桨叶上形成的气动力带动了叶轮的转动。
风力发电机的塔架，即一套为整个叶轮、风机主机提供支撑的构架。
在对塔架的高度进行设置时，需要全面考虑当地风速、实际环境地面障碍物以及叶轮直径大小对风速造成影响，确保设置塔架的高度符合风力发电机组实际工作的要求。
通常风机主机的组成部分包括：发电机、增速机、转体和尾翼，这些部分均发挥了重要作用。
实际工作中，在风力的作用下，风机叶轮开始旋转，借助增速机使旋转速度加快，向发电机传递机械能。
一般发电机转子均是使用励磁体或永磁体，利用定子绕阻切割磁力线促使电能产生，最后由发电机把机械能转化为电能。
为了保证叶轮在工作中一直对准风向，实现功率最大化，在实际使用时需要把尾翼安装在叶轮后，风力发电机的转体和尾翼可以保证叶轮一直和风向保持一致，以获得最大的风力作用力。
3风力发电技术的发展趋势3.1风力发电从陆地风电朝着海上风电发展现阶段，陆地上的风力发电应用范围越来越广，但陆地上风能充足，具有电力消纳能力且符合开发条件地方并不多，所以风力发电风能逐渐从陆地风能转移到海上风能。
风力发电机群控制策略研究
风力发电机群控制策略研究一、引言随着能源紧缺和环境污染问题日益突出，新能源的开发和利用已成为全球关注的热点。
风力发电作为一种环保、安全、可持续发展的新能源，其发电量已占到全球可再生能源发电的比重之一，并不断增长。
但是，风力发电的可靠性和经济性方面仍存在问题，因此，对风力发电机群的控制策略进行深入研究具有重要意义。
二、研究背景风力发电机群是指同时运行的多台风力发电机，它们通过同步运转的方式向电网输送电能。
为了提高风力发电机的利用效率和安全性，风力发电机群控制技术已成为研究的重点之一。
在群控制系统中，需要实现风力发电机之间的协调和同步，使得整个发电机群能够稳定运行，同时还需要考虑风电场的负荷均衡和安全控制等方面的问题。
三、研究现状目前，针对风力发电机群的控制策略主要包括传统的无控制策略、集中控制策略和分布式控制策略等。
其中，传统的无控制策略多用于小型风电场中，而大型风电场则需要更为高效的控制策略。
集中控制策略主要是指通过一个中心控制器对整个发电机群进行集中控制，这种方式可以保证整个群体的协调性，但各个发电机之间的通信量较大，容易出现通讯故障，同时也不易扩展。
分布式控制策略则是将整个发电机群分为多个子系统，每个子系统都拥有独立的控制器，实现分布式控制，这种方式可以提高整体的可靠性和安全性，并且便于扩展。
当前，分布式控制方式已成为风力发电机群控制的主流方向。
四、群控制策略的研究1. 控制策略设计在设计风力发电机群的控制策略时，需要考虑控制结构的设计、控制器参数调节和控制算法的选择等。
其中，控制结构的设计包括集中式和分散式控制结构两种，控制器参数调节是指对控制器的参数进行调整，以便满足不同的控制要求。
2. 控制策略实现控制策略的实现需要通过软件和硬件两个方面来实现。
其中，软件方面需要开发出相应的控制算法和控制界面，并进行模拟和测试。
硬件方面则需要完成控制器的硬件设计和组装等工作。
3. 控制策略的优化为了提高风力发电机群的运行效率和安全性，需要对控制策略进行不断的优化。
风力发电系统中的功率预测与优化策略研究
风力发电系统中的功率预测与优化策略研究引言：随着气候变化和对可再生能源的需求增加，风力发电系统在世界范围内得到了广泛的应用。
然而，风速的不确定性以及风电机组的变化工况使得风力发电系统的功率预测和优化成为一个具有挑战性的问题。
因此，对风力发电系统进行功率预测和优化策略的研究变得尤为重要。
一、风力发电系统功率预测1.1风速预测方法风力发电系统的功率输出与风速之间存在着紧密的关联性，因此准确地预测风速是功率预测的关键。
目前常用的风速预测方法包括物理建模方法、统计学方法和机器学习方法。
物理建模方法利用气象学和流体力学原理，模拟大气环境中风的变化，但由于模型复杂性和计算量大，应用范围受到限制。
统计学方法通过分析历史风速数据的统计特性进行预测，如时间序列分析和回归分析。
机器学习方法基于大量的历史风速数据，通过训练模型来预测未来的风速。
1.2功率曲线建模风力发电机组的功率输出通常与风速呈非线性关系，因此建立准确的功率曲线模型对功率预测至关重要。
传统的方法是利用经验公式拟合功率曲线，但误差较大。
近年来，基于机器学习的方法，在海量数据的基础上，使用神经网络、支持向量机等算法来建模功率曲线，取得了较好的预测效果。
二、风力发电系统功率优化策略2.1风机控制策略风机控制策略是实现风力发电系统功率优化的关键措施之一。
控制策略的目标是在保证风机的安全运行的前提下，最大限度地提高功率输出。
现有的控制策略包括变桨角控制、电磁转矩控制和最大功率点跟踪等方法。
变桨角控制通过调整叶片的角度来调节转矩和转速，以达到适应不同风速和工况的要求。
电磁转矩控制利用变磁阻力或变齿轮传动，通过调节转矩和转速来实现功率的最大化。
最大功率点跟踪方法通过连续监测风机的工作状态和环境条件，实时调整转矩和转速，以使风机运行在最大功率点上。
2.2风电场布局优化风电场布局优化是实现风力发电系统功率优化的另一重要策略。
通过优化风电机组的布局，可以最大限度地降低风电机组之间的相互遮挡和辐射阻塞，提高整个风电场的发电效率。
双馈风电机组异步模式控制策略研究
双馈风电机组异步模式控制策略研究摘要：随着低风速风资源不断被开发，以及平价上网与竞价上网时代的到来，提高风电机组的发电效率，尤其是双馈风电机组在低风速下的发电效率具有重要意义，为此，国内外学者做了大量研究。
研究了双馈风电机组双模柔性切换问题，提出了一种模式柔性切换控制方法，但是，该研究对于该控制在实际工程应用中将面临的问题思考较少。
在分析双馈风电机组发电效率构成及影响因素的基础上，提出了在低风速时段将双馈发电机定子短接的方法，使其工作在感应异步电机状态，但是该研究没有介绍具体的控制策略。
关键词：双馈风电机组；异步模式；控制策略1现有控制策略分析由空气动力学可知，风电机组从风中所能获取的能量可表示为：其中：ρ为空气密度；S为风轮扫掠面积；v为机组风速；Cp为风能利用系数。
由公式可知，风电机组捕获的能量P与Cp成正比。
对于同样长度的桨叶，在相同的风速条件下，如果风电机组控制运行点对应的Cp越大，机组捕获的风能将越大。
在风电机组变速运行区间，控制系统通过转矩与最优桨距角协同控制将风电机组控制运行在最优叶尖速比上，实现风电机组最大风能捕获，风电机组特性曲线中的最高点。
由参考文献：可知，叶尖速比等于风轮转速除以风速。
根据叶尖速比与风速、风轮转速三者关系，由于发电机受制于电机转子端口电压，双馈风电机组运行转速受限，导致其无法在切入风速到额定风速的整个范围内实现追求最佳Cp控制。
2异步控制方案2.1异步控制电气方案在变流器侧需要增加发电机组定子短接接触器，并使其与原并网接触器实现互锁，以保障风电机组安全。
接收到控制系统下发的异步运行指令之后，变流器将闭合定子短接接触器，控制双馈发电机组以异步模式并网发电运行，然后接收并响应主控给定的转矩指令；当接收到双馈运行指令时，将断开定子短接接触器，控制双馈发电机组以双馈模式并网发电运行，然后接收并响应主控给定的转矩指令。
2.2主控控制方案双馈风电机组模式切换包括双馈到异步以及异步到双馈的两个切换过程。
风力发电机组的动力系统及控制策略设计
风力发电机组的动力系统及控制策略设计风力发电机组是一种利用风能转换为电能的装置，它由动力系统和控制策略组成。
动力系统包括风轮、传动系统和发电机，而控制策略则是确保风力发电机组高效运行的重要因素。
本文将详细介绍风力发电机组动力系统和控制策略的设计原理和要点。
一、动力系统设计1. 风轮设计：风轮是风力发电机组的核心部分，它负责将风能转换为机械能。
在设计风轮时，需要考虑到风力的大小和方向变化。
通常采用的是三叶式风轮设计，该设计能够最大程度地利用风能，提高风力发电机组的发电效率。
2. 传动系统设计：传动系统将机械能从风轮传递给发电机，使其产生电能。
传动系统的设计需要考虑到输出功率和转速的匹配，以及传动效率的提高。
常用的传动系统包括齿轮传动和链条传动，选择适合的传动系统可以提高转动的平稳性和传输效率。
3. 发电机设计：发电机是将机械能转化为电能的关键设备。
发电机的设计需要考虑到输出功率和效率的要求。
常用的发电机有同步发电机和异步发电机，选择合适的发电机类型对于整个风力发电机组的性能至关重要。
二、控制策略设计1. 风能预测：通过风能预测，可以预先了解到未来一段时间内风力的大小和方向，从而帮助调整转速和输出功率，提高发电效率。
风能预测可以通过气象数据的收集和分析来实现，以预测风力及其变化趋势。
2. 转速控制：通过控制风轮的转速，可以实现在不同风速下的最佳转速调整。
转速控制策略的目标是在保证安全运行的前提下，最大限度地提高发电效率。
常用的转速控制方式有变桨控制和变速控制，根据风速和功率输出要求进行合理调整。
3. 偏航控制：偏航控制是确保风轮始终面向风向的重要策略。
通过偏航控制，可以保证风轮始终受到足够的风力作用，提高发电效率。
常见的偏航控制方式有机械偏航和电子偏航，根据实际情况选择最适合的方式。
4. 故障检测和保护：风力发电机组在运行过程中可能会遇到各种故障和异常情况，及时检测和保护是确保系统安全运行的重要环节。
风力发电机组机组控制策略研究
风力发电机组机组控制策略研究随着能源消耗量的不断增长，环保意识的不断提升，风力发电成为了未来可持续能源的一种重要形式。
风力发电已经被广泛应用，并成为了全球能源领域的一个重要研究方向。
在风力发电系统中，风力发电机组（简称风机）是实现能量转换的关键环节，而风机的控制策略对提高风电系统的性能起着重要的作用。
本文将从风机控制策略的现状分析、控制策略的设计要点以及未来发展趋势三个方面对风机控制策略进行研究。
一、风机控制策略的现状分析目前，风机控制策略主要有PWM控制策略、PID控制策略、MPPT控制策略等。
其中，PWM控制策略结构简单，可靠性高，运行稳定，常用于小功率风机的控制；PID控制策略能够实现风机在最大功率输出下的控制，用于中等功率风机的控制；MPPT控制策略则是最新的控制策略，其能够实时计算风机输出功率的最大值并实现控制，已经应用于大型风机的控制。
尽管现有的风机控制策略已经取得了一定的成就，但仍存在一定的问题。
例如，PWM控制策略在大功率运行时存在谐波问题；PID控制策略需要调整控制参数以满足不同运行状态下的性能要求；而MPPT控制策略需要快速准确地计算输出功率的最大值，这对算法的计算效率提出了更高的要求。
因此，对风机控制策略的研究仍具有重要意义。
二、风机控制策略的设计要点在设计风机控制策略时，需要关注以下要点：（1）风机转速控制风机的转速控制是风机控制的重点之一。
目前常用的速度控制方法包括PID控制和模型预测控制（MPC）。
其中PID控制是一种经典的控制方法，可以实现对风机转速的稳定控制；而MPC则可以解决控制器非线性的问题，提高速度响应的快速性和准确性。
（2）功率控制制定科学的功率控制策略是提高风机性能的重要手段。
目前已经实现了多种功率调节方法，例如脉宽调制、滑模控制、强化学习等。
其中，滑模控制在功率调节方面表现出色，其控制效果稳定、响应时间短、精确度高等优点。
强化学习则是最近兴起的一种学习框架，其应用广泛，尤其适用于在复杂环境中的无模型控制。
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
一、工作原理：
1.风能转换：当风能发电机接收到风能时，风轮叶片被风推动旋转，驱动风能转换机械将机械能转换成电能。
2.三相桥式整流：风能转换后的电能为三相交流电能，需要经过三相桥式整流电路进行整流，将交流电能转换成直流电能。
3.全功率变流：直流电能通过全功率变流器进行变流，将直流电能转换成与电网频率相同的交流电能。
4.电网连接：变流器输出的交流电能与电网的相电压相同，可以直接连接到电网。
二、控制策略：
1.风能最大化控制策略：风能最大化控制策略的目标是使风电机组能够最大化地利用风能并输出到电网。
该策略通过控制风能转换机械和全功率变流器的工作状态，以及叶片的角度等参数，实现不同风速下的最大功率输出。
2.无功功率控制策略：无功功率控制策略是为了确保电网的稳定运行而采取的控制策略。
根据电网的需求，风电机组通过控制全功率变流器的无功功率输出来调节电网的功率因数。
总结：
全功率变流器风电机组的工作原理是通过风能转换、整流和变流等步骤将风能转换成交流电能输出到电网。
其控制策略包括风能最大化控制策
略和无功功率控制策略，通过优化和调整控制策略，可以提高风电机组的发电量和电网的稳定性。
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捕 获 到 最 大 风 能 ，相 对 于 定 速 风 力 发 电 机 组 在 效 机 组 ，但 需 采 用 高 速 比齿 轮 箱 和 全 功 率 变流 器 。
率 和 可 控 性 上 具 有 很 大 优 势 。 目前 变 速 恒 子 Ｓ ＷＴ一３ ６—１ ７风 ． ０
第 ２ 第 ７期 ８卷
２１ ０ ２年 ７月
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全 功 率 驱 动 的 异 步 风 电机 组 的 控 制 策 略 研 究
磁 同 步 电 机通 过 全 功 率 变 流 器 实 现 并 网 发 电 ， 由 于风 力 机 直 接 驱 动 发 电 机 ，省 去 了 增 速 齿 轮 箱 ，
种 异 步机 通 过 全 功 率 变 流 器 并 网 的控 制 策 略 ，定 子侧 变 流器 采 用 不 需 要 磁 链 传 感 器 的 间 接 矢 量 控
磁 发 电机 组 有 很 大 的成 本 优 势 。但 双 馈 发 电 机 转 制 系统 中 ，减 小 参 数 误 差 对 系 统 的影 响 。 变 速 恒 频 风 电机 组 可 以在 风 速 变 化 的情 况 下 ，
子侧 存 在 滑 环 ，使 得 维 护 成 本 大 大 增 加 ，而 且 发 通 过 对 风 力 机 桨 叶 和 转 速 的 调 节 ，使 风 力 机 捕 获 电 机 直 接 与 电 网 相 连 ，故 障 穿 越 能 力 也 不 如 通 过 最 大 风 能 ，运 行 在 最 大 功 率 点 上 。变 速 恒 频 风 电
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ２— ６—０ 。 ５
基金项 目：国家 自然科学基金 资助项 目 （０ ７０ ８ 。 ５９ ７ ２ ） 作者简介 ：王瑞新 （ ９６一 ，男 ，硕 士研究生 ，研究 方向为笼型异步变速恒频风力发 电系统 ， ｍ ｉ ｉ ｎ ２ １ ６ ．ｏ 。 １８ ） Ｅ ａ ：ｒａ １２ ＠１３ ｃｒ ｌ ｓ ｎ
力 ，保 障 风 电机 组 稳 定 运 行 。
关 键词 ：笼型异步发 电机 ；最 大功率跟踪 ；风 力发 电；全功 率变流器
中 图 分 类 号 ：Ｔ １ Ｍ６ ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
全 功 率 变 流 器 并 网 的永 磁 直 驱 风 电 机 组 。基 于 上
０ 引言
述 两 种 机 型 的 优 缺 点 ，又 提 出 了 一 种 以 笼 型 异 步
ｔｒ Ｒ ｏ，Ｆ Ｃ—Ｉ ） Ｇ ，以其低成本 、高可靠性和 易维护的特点 引起 了人们 的关注。在分析 笼型异步风 电机 组数
学 模 型 的 基 础 上 ，对 全 功 率 Ｐ ＷＭ 变 流 器 的控 制 策 略 进 行 了研 究 ，给 出 了基 于 转 矩 给 定 的 最 大 功 率 跟 踪 控 制 策 略 ，通 过 对 电磁 转 矩 的调 节 间接 控 制 发 电 机 转 速 来 跟 随 最 大功 率 曲线 。 网侧 变 流 器 采 用 并 网 电 压
力 发 电 的 主流 机 型 是 永 磁 直 驱 风 力 发 电 机 组 和 双 电 机组 已 获 得 实 际应 用 ，但 对 此 种 机 型 控 制 策
馈 风 力 发 电机 组 ’ 。永 磁 直 驱 风 力 发 电 机 组 由永 略研 究 的 文 献 却 相 对 较 少 。文 献 ［ ］ 提 出 了 一 ８
［ ９］ 对
提 高 了机 组 的 可 靠 性 ，并 且 运 行 维 护 量 较 小 。但 制 ，降 低 了 系 统 传 感 器 的 成 本 。 文 献
随 着 机 组 容 量 的 不 断 增 大 以 及 永 磁 材 料 涨 价 ，体 Ｆ ＲＣ—Ｉ Ｇ机 组 在 电 网 电 压 跌 落 时 ，通 过 电 机 电磁 积 大 和 成 本 高 的 问 题 日益 突 出 。 双 馈 风 电机 组 采 转 矩 的调 节 使 风 电机 组 安 全 穿 越 电 网 故 障 。文 献 用 的 是 绕 线 式 异 步 电 机 作 为 发 电机 ，定 子 侧 直 接 ［ ０ １ ］将 模 糊 控 制 应 用 到 Ｆ Ｃ —Ｉ 风 电机 组 的控 Ｒ Ｇ 并 网 ，转 子 侧 变 流 器 只 传 递 转 差 功 率 ，相 对 于 永
电机代 替 永 磁 电 机 的 变 速 恒 频 发 电 机 型
在 电力 供 应 中发 挥 重 要 作 用 。 变 速 恒 频 风 力 发 电
机 组 可 以在 不 同 的 风 速 下 调 节 风 力 机 转 速 ，从 而
，将
近 年来 风 力 发 电得 到 了 迅 速 发 展 ，并 且 开 始 笼 型 异 步发 电 机 通 过 全 功 率 变 流 器 连 接 到 电 网 实 现 并 网 发 电 。该 机 型在 成 本 和 可 靠 性 上 优 于 永 磁 风 电机组 ，在并 网控 制 能 力 和 维 护 方 面优 于 双 馈
控 制策略 ，根据并 网电压 的幅值 来调 节无功 功率抑 制 电网电压的波动 ，在保证 风 电机 组安全 运行的 同时 降低 了机 组并 网对 电网的影响 。仿真结果表 明所 采用的控 制策略能很好 地 实现风 电机 组的最大风能跟踪 ， 降低并 网点 电压波动 。在 电网电压故 障期 间 ，并网电压控 制策略 还可 以有 效地提 高机 组 的低 电压 穿越 能
王 瑞 新 ，王 毅 ，孙 品
（ 华北电力大学 电气 与电子工程学院 ，河北 保定 ０ １０ ） ７ ０ ３
摘 要 ：通 过 全 功 率 Ｐ ＷＭ 变 流 器 并 网 的 笼 型 异 步 风 力 发 电机 组 （ｈ ｕｌ ａｅ ｏｖ￣ ｒ ｎ ｕｔ ｎＧ ｎ ｒ ｔｅＦ ｌ Ｒ ｔｄＣ ｎｅ ｅ ｄ ｃ ｏ ｅ ｅ ． Ｉ ｉ ａ