风力发电系统技术的发展综述.pdf

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1、风力发电系统技术的发展综述程启明，等风力发电系统技术的发展综述OverviewoftheDevelopmentofControlTechniqueforWindPowerGenerationSystem程名明程尹墨互崂整汪明镅(上海电力学院电力与自动化学院，上海200090)摘要：风能是日前全球发展最快的可再乍绿色能源，风力发电系统是将风能转化为电能的j皂键系统，它汽接关系到风力发电的性能与效率。分别介绍了风电系统涉及的控制技术、风力机和发电机，特别是对当前的风力发电机系统进行r科学分类：并详细分析

2、和比较了各类风电系统的原理、优缺点和适’H范围，最后指出了风电系统的发展趋势。，这对风力发电系统的选择和研究具有一定的参考指导价值。关键词：风力发电控制技术变速恒频风力机发电机中图分类号：TK89；TM313文献标志码：AAbstract：Windenergyisthefastestdevelopingrenewablegreenenergyatpresentintheworld，whilethewindpowergenerationsystemisthecriticalsystemforconve

3、rtingwindenergyintoelectricenergy，anditdirectlyintluencesthepemml绷ceande硒ciencyofwindpowergeneration．Thecontroltechniquesofthewindpowergenerationsystems，windturbinesandgenerator*areintroducedandanalyzed：especiallythecurrentwindpowergeneratorsystemsarec

4、lassified∞ientifieally．Theirprinciple。meriLsanddemeritsaswell聃theapplicablescopesarecomparedandanalyzedcomprehensively；inaddition，thedevelopingtrendofwindpowergenerationsystemispointedout．Thesearevaluablereferencesfor∽lectingandre．archingwindpowergener

5、ationsystems．Keywords：WindpowergenerationControltechniqueVariablespeed＆constantfrequencyWindturbineGeneratorO引言在能源短缺和环境趋向恶化的今天，风能作为一种叮再生的清洁能源，越来越受到世界各困的重视，也越来越多地被应用到风力发电中。风力机和发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的藿要装置，它们不仅直接关系到输出电能的质量和效率，也影响着整个风电转换系统的性能和装置结构的复杂性。在过去的20年

6、间，出现了多种风力机、风电系统拧制技术、发电机及其风电系统。本文较全面地介绍和分析了当前各种风电系统控制技术、风力机、风力发电机和风力发电系统，通过比较它们各自的原理、优缺点及适用范闱，展望了未来风电系统的发展方向。l风电系统的控制技术风力发电系统的运行方式可分为独立型、并网型和联合型3种。并网型风力发电系统南风力机控制上海市教育委员会地方院枝能力建设基金资助项目(嫡号：1151晒蝴)；上海市教育委员令重点学科建设基金资助项目(编号：j51301)。修改稿收到日期：2010一12一06。第一作者程启

7、明(1965一)．男。1988年毕业于浙江大学信号处理专业。荻项士学位，教授；主要从事智能控．J、电厂自动化等方面的研究。<自动化仪表》第33卷第l期2012年1月器、风力机、传动装置、励磁调节器、发动机、变频器和变压器等组成，系统结构如图1所示。风力机控制器风力机ll励破调节器}I．_控韵嚣传动装置卜叫发电机卜叫变频器电罔工变压嚣图1并网型风力发电系统结构图F／g．1Structureof鲥dconnectedwindpowersystem风力发电机组包括风力机、发电机、变速传动装置及相应的控制器

8、等，可崩来实现风能与电能的能量转换。风力机和发电机的功率和速度控制是风力发电的关键技术。风电机组中的风力机是将风能转换成机械能的能量转换装置，它由风轮、迎风装置和塔架等组成。按结构不同，风力机可分为水平轴式和立轴式两种；按功率调节方式不同，风力机可分为定桨距失速、变桨距和主动失速3种。风电机组中的发电机是将机械能转化为电能的装置，发电机在并网时必须输出恒定频率(一般为50Hz)的电能，，按照发电机转速的不同，发电机可分为恒速和变速两类，其巾变速需要通过变频器来实现。变