关于风力发电机及风力发电控制技术分析

关于风力发电机及风力发电控制技术分析

Summary：在我国科研人员对可再生自然资源的不断研究和考察中，指出风能是一种值得开发的能源，具有广阔的前景。对此，相关领域的研究人员在提出风电生产概念时，对风电场和风电生产控制技术进行了详细的分析，使我国风电技术在这方面的实际应用更加广泛。阶段。，而且其技术开发也比较成熟。比如我国目前的信息技术、空气动力学等领域将应用到风电技术上。对此，本文对风力发电机组和风电控制技术进行了深入研究。Keys：风力发电机；控制技术；技术分析引言：本文主要分析了风电机组和风电控制技术应用过程中最重要的可变因素和控制技术的主要类型。希望在本次专题讨论中，风电科研人员和工作人员能够明确当前对风电的需求，不断创新我国风电控制技术，提高风能的转换系数和利用效率。.1风电控制技术发展现状风电机组控制技术的重要性主要体现在以下几个问题上：风电机组产生的风能是随机的、不可控的。风速、风向和强度随客观自然条件的变化而变化，不可控。风力发电机转子的惯性很大，转子叶片的直径能够在一定区域内有效地利用风能。该控制技术用于风力发电所需的并网和离网。现阶段，很多技术可以应用于风电生产领域，风电生产控制技术不断发展，控制方向多样化。固定螺距的风力发电机不能仅靠叶片和轮毂组合来改变，当风速大于标称风速时，可以通过失速原理限制发电机输出。所谓停滞原理，是指当气流达到一定的冲击角时，就会产生涡流。当外部因素改变输出功率时，叶片的被动失速控制不受任何控制，风力涡轮机系统得到简化。但风轮叶片较重，部分部件受力较大，因此发电机组的工作效率较低，一些重要部件也容易损坏。2风电生产控制技术2.1电力电子变流器控制技术该技术应用范围广，在大型风力发电系统中应用优势明显，应用意义重大。风能能量转换速度快，转换后的传输效率高，能有效提高无功功率，安全性高。电力电子变流器功率范围大、运行功率高、价格低，在风力发电系统中正确加装PWA整流器仍能控制最大功率，矢量控制有效替代有功和整流无功，促进其满足整流器运行要求的能力。PWM整流器可以达到最大有功功率，根据要求和标准合理设置直流环节，正确调节风力发电系统的有功和无功功率。2.2风轮控制技术(1)该技术利用功率信号反馈进行高效控制。在风轮的实际运行模式下，功率与实际风况相同。通过详细分析功率比，合理绘制最大功率曲线，可以通过电流信号控制风轮的运行。在实际使用该技术时，需要详细对比分析系统的最大功率和目标输出功率，计算出两者的具体差异，进而合理调整风轮桨距，提高整体性能。风轮的实际运行功率。风电机组控制技术具有成本低的优点，但在实际应用中存在一定的不足，在风电机组运行过程中难以获得最大功率曲线。⑵叶尖速比控制。风轮叶尖在实际旋转过程中，风作用于其上并形成线速度，即叶尖的速度。叶尖速比有效地及时识别叶尖速和风速比，可以更好地控制叶尖速比，从而有效控制风力发电机组的运行。但由于风速不同，难以有效确定最佳叶尖速比，必须合理调节叶尖速度，控制转子​​转矩，有效调节转子外缘速度，进一步提高和优化叶尖速比。2.3定桨距失速风力发电技术定距风机的应用可以有效解决风机并网、运行安全可靠等问题，主要采用软并网、空气制动、自动卸载等技术。安装时叶片的桨距角是固定的，市电频率对发电机的转速有一定的限制，输出功率受叶片本身特性的限制。当自定义大于标称转速时，刀片可通过停止控制自动保持标称输出功率。通常，由于叶片独特的翼型结构，在强风的影响下，气流流过叶片的保护面而发生絮凝。降低叶片的气动效率，对捕获的能量有一定的影响，进而引起失速现象。失速是一个非常复杂的空气动力学过程，对于不稳定的风，很难更准确地计算失速效应，在大型风力发电机组的控制中很少使用。3控制风电生产的技术措施3.1定距调整技术定距控制技术要求叶片附在风力发电设备的轮毂上。如果叶片停止，就可以控制最大功率值，达到控制风电质量的目的，这就是固定风电生产机是如何工作的。该技术源自丹麦的风力涡轮机技术。它利用机翼的翼型失速理论，可以使来自迎角的气流在额定风速下推动机械装置达到一定值，从而使机翼表面出现涡流。，并且可能会降低效率，实现功率限制。定桨距控制技术已被世界多家先进制造商采用，生产多台大型风力发电机组，行业利用率高达70%。3.2变桨控制技术变桨距控制技术所具备的风力机变桨距控制功能是通过改变纵轴叶片来实现的。维斯塔斯风力涡轮机可以在这个领域进行研究。技术调整阶段分为三个阶段：第一阶段是启动阶段。如果变高风力机的风力机正在运行，则固定叶片的桨距角的计算是增量进行的。此时，需要调整俯仰角。如果已达到额定转速的0.5倍，则必须充分调整桨距角。这样，风力涡轮机可以处于可调节的速度并执行连接到电网的发电功能。进入第二阶段，风速低于标称风速，其功率完全取决于机翼的气动性能。根据风速大小调整发电机滑块，使其尽可能以最佳叶尖速比运行，以优化输出。3.3连接到电力生产网络的技术风电并网技术包括同步风电机组并网技术和异步风电机组并网技术。同步风力发电机并网技术是指将风力发电机和同步发电机的功能集成在同步运行模式下，不仅可以同时产生有功功率，还可以为发电机组产生无功功率，使整个系统处于稳定状态，在一定程度上优化了电能质量。在我国电力系统中，很多电力系统选择使用同步发电机。异步风力发电厂是指风力发电机组和异步风力发电机组的功能组合。单元制对异步风力发电机的精度要求不高，只需要保证发电机转速和同步转速尽可能一致，异步风力发电机相关的控制装置也比较容易实现。之后，整个系统的运行状态就比较可靠了。然而，异步风力发电机的并网技术存在一定的技术缺陷。3.4智能技术控制3.4.1模糊控制技术的应用模糊控制技术是应用智能技术实现控制。模糊控制技术的一个重要特点是它使用数字语言规则来表达专家的经验和相关知识，不依赖于控制对象的数学模型。所以它不受非线性因素的影响。效果。如果出现异常情况或风险，可以通过调整参数来解决。风力发电系统是一个具有随机性的非线性系统，因此采用模糊控制方法更为合适。3.4.2神经网络控制技术风电生产系统采用神经网络控制技术，通过观测风速数据预测风速变化。通过神经网络控制器对变桨距风力发电系统进行控制，可以改变Cp-λ特性曲线，捕获风能，降低机械负载力矩。根据风机的动态特性和风速数据形成自适应控制模型，利用智能技术对数据进行监测，明确规律，并在此基础上预测未来数据和无法直接观察到的数据，从而控制工业过程。结论：风能在我国社会经济发展和人民生活水平中发挥着重要作用。人们必须高度重视风电控制技术的研究、开发和应用，才能有效解决风电行业的问题。我国应在加大风力发电控制技术创新力度的同时，引进先进设备，实施技术装备联合创新开发，积累更多工作经验，推动风力发电技术不断进步和发展。Reference[