风力发电及其控制技术新进展1

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1、低压电器(2009№19)·综述·通用低压电器篇3风力发电及其控制技术新进展王志新,张华强(上海交通大学电气工程系,上海200240)摘要:综述了风力发电技术态势,即单机容量大型化、海上风机、定桨矩向变桨、变速恒频、无齿轮箱(直驱式)、结构设计发展,以及风电场远程监控及无线网络技术应用;论述了风力发电系统结构,如定速、变速风力发电系统原理及特点;列举了机组状态监测系统、测量参数,以及系统构成及实施功能;介绍了风电机组功率控制策略,以及变王志新(1964—),桨距控制、偏航控制、发电机控制原理及技术特点;提出了风电机组低电压穿越技术措男,教授,博士生导施,如转子旁路保护电路、转子旁路加定子

2、侧电力电子开关的组合电路、改进变换器控师,博士,研究方向制算法、定子侧有源保护电路等;最后,针对多端电压源换流器高压直流输电用于风电为海上风力发电、场并网,分析结果表明双馈风电机组等效模型能正常稳定工作,在逆变侧发生故障时能风光互补发电、电较快恢复,且控制效果明显。机系统节能。关键词:风电机组;双馈;直驱;全功率变换器;低电压穿越技术中图分类号:TM301.2文献标识码:A文章编号:100125531(2009)1920001207NewDevelopmentofWindEnergyGenerationandControlStrategyWANGZhixin,ZHANGHuaqiang(

3、DepartmentofElectricalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Thedevelopmentofwindenergygeneration,forexample,largerratedpower,offshorewindturbinegeneratorsystem,VSCF,nogear2boxdriven,andconstructiondesign,remotewirelessnetworkwindfarmmonito2ringsystem,wasreviewed.The

4、constructionandtheoryofwindenergygenerationsystem,statemonitoringsystem,testingparameters,systemfunctionwereintroduced.Thepowercontrolstrategies,suchaspitchcontrol,yawcon2trolandgeneratorcontrol,werediscussed,andLVRTwasproposed.AnalysisresultsshowthatMVSC2HVDCshouldbeappliedinthewindfarm,becauseo

5、fitsquickresponseandefficientcontrolresult.Keywords:windturbinegeneratorsystem;doubly2fed;direct2driven;fullpowerconverter;LVRT制,实际上该值要更小。因此,如何才能够提高转0引言化效率、获取更多风能,实现风能规模化利用,一中国风能资源丰富,可开发利用的风资源14直为学者及业界所关注。近年来,大型风电机组亿kW,其中陆上6亿kW、海上8亿kW。2008年采用了变速变桨距控制技术,旨在提高响应速度、中国累计装机容量达到1221万kW,其中并网发获得最大能量(低风速时捕

6、获最大功率、高风速电的有894万kW。到2020年我国风电装机将达时捕获额定功率)。但是,风能转换系统由于一到1.5亿kW。些不确定因素的存在表现出强非线性特征,风机相比化石能源和核电,风能是一种开发成本产生的能量随着风速和风向的连续波动是快速变较低、清洁环境、安全、可再生的能源形式。根据化的,此外,能源系统要求满足电能质量和可靠性贝兹理论,理论上风力机从风中吸收的能量不到指标,一般传统线性定常控制器会引起超调和损空气动能的59.3%,但由于受到机械结构等限失系统的稳定性,大型变速变桨距风机的复杂性,张华强(1965—),男,教授,博士,研究方向为风力发电、电气节能技术。3基金项目:国家

7、自然科学基金重点项目(60934005);中国博士后基金项目(20080440088);上海市博士后基金项目(08R214134);上海市科技发展基金项目(09195802900);上海市白玉兰科技人才基金(2009B075)—1—©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net低压电器(2009