摘要：隨著各類斷型能源的開發(fā)與使用, 風力發(fā)電系統(tǒng)作為一種新能源也逐漸應(yīng)用于人們的生活與工作中，風力發(fā)電系統(tǒng)的使用不僅可以減少煤炭等資源的應(yīng)用，保護環(huán)境，減少污染環(huán)境的氣體，也可以不斷地為我國提供安全、高效率的供電質(zhì)量。本文就主要針對風力發(fā)電系統(tǒng)的運行及控制進行相關(guān)探寬。

關(guān)鍵詞：風力發(fā)電系統(tǒng);運行;控制方法

在提倡無污染、高效率發(fā)展的今天，各個國家也都在相繼追求與研究風能以及其他各類新能源的發(fā)展，尤其是在現(xiàn)在這個能源及其短缺的情況下，風力發(fā)電系統(tǒng)的研究更顯得極為重要。依據(jù)各種各樣的運行方式和控制技術(shù)，風力發(fā)電系統(tǒng)可以分為恒速恒頻系統(tǒng)和變速恒頻系統(tǒng)，都可以有效地利用風能。

1 風力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀分析

明確當前的風電技術(shù)和技術(shù)水平，更好地促進技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)新等技術(shù)的發(fā)展具有重要意義，在實踐中也應(yīng)加強與相關(guān)內(nèi)容的綜合分析。

中國的發(fā)電系統(tǒng)占了燃煤發(fā)電的很大比例。中國正在探索利用風力發(fā)電來彌補電力供應(yīng)的改善。中國風電電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展和風電場的建設(shè)證實了這一點。根據(jù)國家風能信息管理統(tǒng)計中心提供的信息到2014年底，全國(不包括香港澳門和臺灣)建造1445個風力發(fā)電廠2827套安裝風力渦輪機。安裝到2014年底全國11.4491億千瓦風電6083萬千瓦與當前相對風力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，能源問題越來越嚴重，相應(yīng)的相關(guān)的可持續(xù)發(fā)展和清潔能源技術(shù)已逐漸成為當前工作的重點和難點與傳統(tǒng)技術(shù)相比風在當前的應(yīng)用非常廣泛有許多優(yōu)點和特點同時將逐漸成為核心的方向在未來發(fā)展的相關(guān)工作。您還需要注意當前針對風力發(fā)電的建設(shè)與發(fā)展，深刻的價值也收到了多方面的認可和肯定現(xiàn)狀和系統(tǒng)操作的主要工作進行了分析如思想的核心內(nèi)容基于更好的推動電力體制改革的發(fā)展和創(chuàng)新真正實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定操作增強打下堅實的基礎(chǔ)。為此，應(yīng)對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀進行研究和分析，以提高風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和建設(shè)。

2 風力發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

風力發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要是由風輪、齒輪箱、發(fā)電機和變流設(shè)備等設(shè)備組成，其中風輪主要是用于捕捉風能，然后再進一步將捕捉到的風能轉(zhuǎn)化為機械能，而機械能轉(zhuǎn)化為人們可以進一步使用的風能主要是由發(fā)電機來完成的，最終再由變流設(shè)備將發(fā)電機發(fā)出的頻率轉(zhuǎn)化為一樣頻率的交流電，再移送至電網(wǎng)就可以達到發(fā)電的目的。

在風力發(fā)電機中以小型風力發(fā)電系統(tǒng)為例進行簡單介紹，小型風力發(fā)電系統(tǒng)主要是由小型風力機、交流發(fā)電機、三相不控整流橋、 Boost 變換器、單相并網(wǎng)逆變器、濾波器、直流調(diào)壓負載以及本地用戶負載等各個部分組成，這幾大部分相互調(diào)節(jié)，和諧運作，共同促進了風力發(fā)電系統(tǒng)的正確運行與控制。

在對風力發(fā)電系統(tǒng)的運行控制過程中，為了實現(xiàn)風力發(fā)電機的最大功率跟蹤，研究人員對 Boost變換器進行了一系列的相關(guān)控制研究。

3 風力發(fā)電系統(tǒng)的運行

風力發(fā)電系統(tǒng)主要包括兩種運行狀態(tài)，即為最大風能追蹤狀態(tài)與額定功率運行狀態(tài)。

3.1最大風能追蹤狀態(tài)

風力發(fā)電系統(tǒng)的最大風能追蹤狀態(tài)，就是指當風速比額定風速低時，但是為了達到該風力發(fā)電機的最大輸出功率，要不斷地讓風輪的轉(zhuǎn)速隨著風波的變化而不斷變化，從而可以最大程度的利用風能，提高最大風能利用系數(shù)。

3.2額定功率運行狀態(tài)

在風力發(fā)電機進行運作的過程中，如果風速比額定風速要高，這時就需要研究人員通過調(diào)整葉片槳的距離以及風輪的轉(zhuǎn)速，從而不斷地減少捕捉風能，進而保證風力發(fā)電機的正常運行。風力發(fā)電機的運行控制也有很多種類，一般情況下，風力發(fā)電機依據(jù)其所處的狀態(tài)的不同往往會存在很多的控制方法。

例如，當風力發(fā)電機的風輪轉(zhuǎn)速比規(guī)定的標準風速較低時，這時就需要對風力發(fā)電機進行轉(zhuǎn)速控制，所以就需要采取最大功率點跟蹤控制方法，從而可以保證在最大程度上捕獲風能，帶動風力發(fā)電機進行發(fā)電。相反，當風力發(fā)電機的風輪轉(zhuǎn)速比規(guī)定的標準轉(zhuǎn)速較高時，為了減少捕獲風能，讓風力發(fā)電機的功率維持在這個額定值的附近這時就可以采取恒定功率控制方法。從總體上來說，真正應(yīng)用于實際的風力發(fā)電機基本上都是通過電氣功率調(diào)節(jié)和葉片技術(shù)這兩種手段來實現(xiàn)調(diào)控轉(zhuǎn)速的目的，讓那些偏高的或者是偏低的轉(zhuǎn)速逐漸趨于穩(wěn)定于標準轉(zhuǎn)速。對于整個風力發(fā)電系統(tǒng)來說，風速的變化對于發(fā)電機的轉(zhuǎn)速的控制具有很重要的影響，因為風力發(fā)電機就是一個依靠捕捉風能進而將風能轉(zhuǎn)化為機械能，最終再將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。因此最大風能跟蹤的控制方法逐漸成為提高風力發(fā)電機的整體運行效率的比較重要的因素之一。通過研究人員對風力發(fā)電機系統(tǒng)的研究分析研究最大風能跟蹤控制策略具有很重要的意義和使用價值，在基于最大風能跟蹤控制研究的基礎(chǔ)上，基于智能控制或者最優(yōu)控制的這種方法以及成為未來風力發(fā)電系統(tǒng)的方向。

4 風力發(fā)電系統(tǒng)的控制方法

4.1風力機的最大功率跟蹤控制

本篇文章采用了一種比較簡單的方法來研究關(guān)于風力發(fā)電機的最大功率跟蹤控制等相關(guān)問題。當廠商將風力發(fā)電機進行出廠時，該廠商一般會為消費者提供一條有關(guān)最大功率一風速的曲線，該曲線上測得的風速主要是根據(jù)風速傳感器測量而得來的數(shù)據(jù)，并且在控制器內(nèi)已經(jīng)將該曲線進行存儲，并且將測出來的最大電流、最大功率等作為機器的參考值，并不斷地在這個參考值的基礎(chǔ)上實現(xiàn)最大電率的跟蹤。

4.2并網(wǎng)逆變器的控制方法

電網(wǎng)逆變器控制方法較為全面，主要在電網(wǎng)逆變器控制和電網(wǎng)逆變器控制的控制過程中，在電網(wǎng)逆變器控制的控制過程中，對電網(wǎng)逆變器控制的控制，在控制方法上也有很大的不同。

4.2.1逆變器并網(wǎng)前和并網(wǎng)時的控制方法

在交流逆變器之前，通常需要控制逆變器輸出電壓，然后利用內(nèi)環(huán)雙閉環(huán)控制方法的電流電壓瞬時值反饋跟蹤單相電網(wǎng)電壓u幅值、相位和頻率等。通過一系列的控制方法和瞬時值的反饋，不僅能極大地提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，簡化設(shè)計，而且在很大程度上，具有限制電流、保護電路的作用。在逆變器進行并網(wǎng)時，研究人員要注意盡自己最大的可能來減小對負載和電網(wǎng)的沖擊，而這篇文章所列舉的就是在并網(wǎng)瞬間將負載電流作為逆變器輸出電流給定值，于此同時，該逆變器的控制方法也需要將并網(wǎng)時的控制方法轉(zhuǎn)換為并網(wǎng)后的控制方法。

4.2.2逆變器并網(wǎng)后的控制方法

逆變器進行并網(wǎng)后，也需要根據(jù)具體的需求來改變控制方法，研究人員要盡自己最大的可能將逆變器的輸出電流改為可以跟隨本地負載電流的電流變化。例如，可以采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)構(gòu)成的雙閉環(huán)控制方法，在利用這種方法時，要注意電壓外環(huán)就是根據(jù)逆變器的直流側(cè)電壓與其額定值的差決定的，在電流內(nèi)環(huán)，要注意首先要將本地的負載電流放大之后作為輸出電流的控制參考值，再向各個不同的電網(wǎng)進行注入，從而達到風力發(fā)電系統(tǒng)的最終目標。

結(jié)語

隨著我國能源的日益短缺的形勢極其嚴峻，再加上一些地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了很多電能供應(yīng)不足的情況，風力發(fā)電機的運行與控制研究越來越受到人們的重視，雖然該系統(tǒng)的維護成本比較高，但是風力發(fā)電機為我們?nèi)祟悗淼膬?yōu)勢是不可忽視的，鑒于其不僅可以推廣電力的使用，而且可以減少環(huán)境的污染，故將其發(fā)展是非常必要的。

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