双馈风力发电系统反推控制策略的研究

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1、双馈风力发电系统反推控制策略的研宄张冶摘要：伴随着我国自然能源的不断匮乏，人们已经越来越迫切的需耍一些新型能源与可持续能源来替代。太阳能技术、风力发电、水力发电等一些可持续发展的新能源被重视起来。其中对于加强风力发电技术来说，对于我国长远发展具有非常重要的意义。结合我们对于风力发电的多年研究，一般都是选择双馈式设计进行风力发电，所以我们不面将主要从双馈式风力发电技术进行分析，从而希望能够对风电企业的发展有一些帮助。关键词：双馈风力发电;反推算法;直接功率;作者简介：张冶，身份证号120103197904

2、1373111双馈式风力发电机的结构、特点1.1双馈风电系统模型我们所知道的双馈风力发电系统主要是通过双馈电机的定了•与电网直接进行连接，而转子则是与三相励磁变换器进行交流励磁作用，这样产生的电磁功率带动转子的两个回路与整个电网连接交换，其主要的系统构成如图1所示。而我们从整个双馈风力发电系统上可以看出，整个发电系统是由两个相对独立的系统组装而成。其中风力机与齿轮箱组成了其中的空气动力系统，而双馈电机则成为其中的电气系统。Coturol阁i双馈风力发电系统结构阁下载原阁双馈发电机与传统的普通发电机和比，

3、从结构上存在很多和似的地方，在双馈发电机的使用过程中，定子绕组通过和电网进行直接连接，转子绕组则凭借着变频器进行幅值、频率和相位的提供。这样能够在进行风力发电的过程当中，不管风速产生了怎样的变动，都能够使电机的运动速度在变化时，可以凭借着变频器控制转子当屮的电流大小，这样也就能够对转子的运转速度进行有效的调控，从而可以让转子的磁感应强度和定子的运转速度保持一定的匹配状态。而我们在这种环境当中，定子感应电势频率便能够保持和对恒定的状态，发电系统就能够进行变速恒频的运转。双馈发电机通过对转差频率的调控来完成

4、发电机的双馈速度调节，其自身的调节的控制方式就是通过发电机的转子侧来完成的。转子电路的功率则是凭借发电机在运转过程当中的速度限定值来确定转差功率的。所以，对于转差功率只是发电机定子原有功率的1/3~1/4,功率变化设备的容量和对较低，电压较小，这样会使变频器在运行的过程当中经济成木大幅度下降，系统在整理和设计的过程当屮也会更加方便。1.2双馈式风力发电机的特点双窥视风力发电机的工作原理是由嵌入在相同形状凹槽中的定子绕组，通过旋转产生一定的磁场，然后在转子中我们安装绝缘导线组成的三和绕组，通过转子上接出的

5、电线连接到集电环中。一般来说，定子与电网能够直接进行连接，而转子则需要通过特定的变换器与电网进行连接，这样才能方便进行交流励磁。双馈风力发电机的造价比较低廉，并且占用的面积也非常小，我们可以进行无功率调节。并且双馈风力发电机的抗干扰能力较强，适合我们广泛推广。双馈风力发电机运行过程中，并不会与整个供电网络有直接的联系，通常都是转子进行相连，所以这种发电机的电力输出比较稳定，不会再工作屮出现特别大的波动。并且我们的双馈风力发电机系统能够通过无功率调节控制转子的交流励磁过程，可以很好的适应外界风力的变化。2

6、双馈式风力发电机的运行原理分析双馈风力发电系统要想连接到相应的电力网中，需要将定子进行相连，转子则连接到双脉冲调制变流器屮即可。如果输出的电力没有任何数据上的不同时，我们通过双脉冲的变流器就能够调节转子端的电流。双馈式风力发电机能够保证其有很强的适应力与稳定性，一般将其分为超同步模式、同步模式、亚同步模式这三种运行模式。2.1超同步模式超同步模式主要指的是，当定子磁场处于转动的效率较低的情况下，转轴的输出功率则要高于定子磁场的功率，并且不需要直流励磁电流的帮助。只需要借助双脉冲调制变流器就能够完成整个供

7、电工作。这种通过发电机的定子与转子就能像供电网络进行输电的模式就属于我们正常工作模式。2.2同步模式双馈风力发电系统处于定子磁场转动与转子的磁场转动的频率相同，那么转轴的输出功率也就一样。而双馈风力发电系统只能够通过定子进行电力输出，转子连接的电路没有办法进行电力输出，所以这种情况下转动的功率儿乎一样，这就说明这种工作模式属于我们同步模式。2.3亚同步模式当定子磁场处于低于转子磁场转动的情况不，其转轴的输出功率较低，我们必须根据实际的情况进行双脉冲变流器的调节，只有这样冰能完成供电网络的电力输送任务。当

8、电能输出需要定子电路进行分担时我们可以称之为补偿发电。风力发电中如果风力变化小那么双馈式的发电系统则处于亚同步状态，所以外界环境决定了发电机的工作模式。2.4模式分析通过对这三种工作模式进行仔细的分析，我们以变速恒频风力发电系统为例，通过发电机的定子与电网相连，通过PWM变换器进行电网的连接。根据双馈电机工作的内容我们将其进行电机功率的分类。其中主要有4种不同状态的发电机功率，分别为次同步电动、次同步发电、超同步电动、超同步发电。3双馈式风