风力发电机组控制系统论文
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在风力发电机组中，其控制系统关系着机组是否能够安全稳定的运行。控制系统可以分为本体系统与电控系统，也叫做总体控制。其中，本体系统又可以分成空气动力学系统、发电机系统以及变流系统和其附属结构；电控系统是由各种不同类型的模块组成的，分为变桨控制、偏航控制以及变流控制等等。与此同时，本体系统和电控系统之间已经实现信号的转换，比如空气动力系统里，桨距主要受变桨控制系统控制，这样做能够发挥风能转化的效率，同时也能使得功率平稳。由于风电机组的标准不同，其控制系统也是不一样的。根据功率可以将发电机组分定桨距和变桨距发电机组以及变速型机组三种。其控制技术也是由原来的定桨距恒速恒频控制向变桨距恒速恒频发展，而后再发展到变桨距变速恒频技术。
2对定桨距风力发电机组的控制分析
在定桨距风力发电机组里，主要运用的是定桨距风力机与双速异步发电机，所采用的控制系统是恒速恒频技术。运用这种技术，确保了机组运行的安全和稳定。定桨距恒速恒频技术主要应用了软并网技术、偏航技术以及空气动力刹车技术等等。发电机与电网之间有晶闸管，晶闸管的开度对于冲击电流有很大的影响。使用恒速恒频技术对晶闸管的开度进行调控，进而来对并网瞬间产生的电流进行限制。风力发电机组控制系统的相关分析文/江康贵蒲上哲在风力发电中，发电机组的控制技术是确保机组正常运转的关键。风力发电机组的控制系统是一个综合性较强的系统，因此，加强对控制系统的研究分析，对于确保机组安全稳定运行至关重要。本文拟对机组中的几种控制系统进行分析。摘要此外，利用这种技术，经过传感、检测等能够实现自动偏航以及自动解缆的功效。在定桨距风力发电机组中，桨叶的节角距是固定不变的，如果风速比额定的风速要大很多时，那么桨叶本身的自动失速就会失去效能，不能让输出的功率更加的平稳。
3对变桨距风力发电机组的控制系统分析
变桨距风力发电机组所使用的电机是可以调节滑差的绕线式异步发电机，风力机使用的是变桨距风力机。和定桨距风力发电机组相比较，变桨距风力发电机组有更大的优势，主要表现在输出功率更加的平稳，此外，还有在额定点上有着非常高的风能利用系数，同时还有非常好启动性能以及非常好的制动性。变桨距风力发电机组的控制系统主要使用了转速控制器1和2,以及功率控制器。为了能够最大限度的将由风速引发的功率波动降低，机组还应用了转子电流控制技术。这种技术可以对转子的电阻进行调节，从而确保转子电流对恒定电流的给定值进行有效的跟踪，进而保证输出功率的稳定。在发电机并入电网以前，发电机的转速信号控制着系统的节距值大小，发电机的转速有控制器1控制，变桨距系统会依据给定的速度参考值，对节距角进行调整，从而让风轮拥有比较大的启动转矩。在并网以后，发电机组主要由控制器2和功率控制进行管控。与此同时，要把发电机组的转差调整到1%，节距的大小应根据实际的风速进行调整。在风速比额定值高的时候，伴随着风力的不断加大，风力机逐渐的吸收更多的风能，发电机的转速也将变快。对于转速的调节，主要通过改变节距来进行。随着桨距角的改变，发电机输出的功率就会维持在一个稳定的值上，不会出现大的波动。某个时段的风速不稳定，一会上升一会下降。上升的时候，输出功率也随之上升，转子电流给定值相应的改变，从而使得转子电流控制器工作，将转子回路的电阻改变，提升发电机转差率，那么发电机的转速会逐渐上升。此时，风力又开始降低，在功率控制的作用下，发电机的转速也随着下降。这样，在风速上升和下降的过程中，发电机的输出功率基本上没有出现变化，这样就维持了功率的稳定，确保了发电机安全稳定的运行。
4对变速风力发电机组的分析
与恒速恒频技术相比，使用变速恒频技术，能够在风速较低的情况下，叶尖速比能够一直处于最佳的状态，从而获得最大的风能。如果风速比较大，使用风轮转速的变化，对部分能量进行调节，进而增加传动系统的韧性，确保输出功率的稳定性。变速风力发电机组的总体控制可以分为三个区：恒定、转速恒定以及功率恒定。在恒定区，随着风速的变化，发电机的转速也出现了变化。受功率—转速曲线的影响，发电机的转速达到一定的值后就保持不变，然后进入转速恒定区。在这个区里，转速控制对发电机的转速进行控制，确保转速不变。当风力进一步增大，功率也增大，达到极限后，功率进入恒定区。变速风力发电机组的控制系统主要就是变速恒频技术。双馈异步发电机在绕线转子异步发电机的转子上装有三相对称的绕组，同时，三相对称交流电又与这三线绕组接通，从而产生了一个旋转磁场，这个磁场的转速和交流电的频率以及电机的极对数的关系非常密切，我们可以通过下面的公式来看：在这个公式中，n2代表的是绕组被接入频率是f2的交流电之后所产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度，p代表的是极对数。从上面的公式中，我们可以得知，只要频率发生改变，既可以使得转速发生变化；如果通入转子的交流电的相序发生变化，那么磁场的旋转方向就会发生变化。我们可以假设n1是电网频率为50Hz的时候发电机的转速，n是发电机的转速，因此，只要是n±n2=n1，那么异步电机的定子绕组感应电动势的频率就不会发生改变，始终维持在50Hz。
5结语
综上所述，当前风力发电已经越来越引起人们的关注了。风力发电机组中，控制系统对于维持机组的未定具有非常重要的作用。本文主要分析了三种控制系统：定桨距风力发电控制系统、变桨距风力发电控制系统以及变速恒频控制系统，这三种控制系统随着风速的变化能够实现对输出功率的调整，使其保持平稳的状态，进而维持了风力发电机组的安全稳定。
作者：江康贵蒲上哲单位：汕头市众业达电器设备有限公司
