变速恒频双馈风力发电机控制系统的研究的综述报告

变速恒频双馈风力发电机控制系统的研究的综述报告1.前言风能作为一种可再生能源，具有清洁、可持续等优点，正在逐渐取代化石燃料成为能源供应的重要组成部分。而风力发电机是将风能转化为电能的主要设备之一。近年来，随着风电技术的不断发展和对风电设备的要求越来越高，双馈风力发电机得到广泛应用，成为风电发电系统中的核心组成部分。变速恒频双馈风力发电机具有功率调节范围宽、效率高等优点，因此备受关注。2.变频调速系统的研究现状在传统的风电系统中，固定转速的直驱风机主要应用于小型机组，而变速发电机主要应用于大型机组。变频电力调制（PWM）技术是开展电力电子变换和交流电机控制的一种主要技术。变频电力调制技术的基础是从交流电源提取宽频带电能，将其转换成清洁的、可控制的直流电源，再将其送到交流电机端，通过控制交流电机的电压、频率和相位等参数来实现控制目的。目前，变频调速技术已经广泛应用于风力发电系统中，代替了传统的定速调节技术。变频调速技术具有灵活性好、适应性强、效率高等优点，对风能的利用率有很大提升。在变频调速系统中，电机转速由变频器提供的合适电压、频率控制。变频器可以保证发电机在整个转速范围内始终运行在最高效率点，改善了风力发电机在初始和截止风速下的效率问题，并为电网并网提供了稳定的AC电压、频率和相位输出。3.双馈风力发电机的工作原理双馈发电机是一种既能实现功率可调，又能适应电网自恢复能力、灵敏度要求的新型发电机。双馈风力发电机采用转子永磁体和固定绕组、固定电子转矩电机的工作原理，使得转子在高转速时可以在双馈接触环（一般为转子端面）转移部分电磁转矩到定子，从而实现转速控制。具体来说，双馈风力发电机的电磁部分由三相固定绕组和三相转子绕组组成，其转子上面装有一个永磁体。当转子旋转时，由光滑接触器连接的吸收换流器将变化的转子电磁转矩导入电网，因此双馈风力发电机的主要磁路是“旋子定”。当风速变化时，使得机组输出功率变化，这是需要通过电控系统来调整转速和功率，保持机组在最佳运行状态。4.双馈风力发电机的控制系统设计双馈风力发电机的控制系统设计是保证其安全、稳定、高效运行的关键。目前双馈风力发电机的控制系统主要有两种：变频调速控制系统和直接转矩控制系统。4.1变频调速控制系统变频调速控制系统由功率变换器、控制器和电网组成。功率变换器将发电机产生的高频交流电转变成稳定的直流电，变频器则将直流电转换成频率和电压可调的交流电，最终通过与电网连接实现电能输出。控制系统根据环境条件和电网要求，调节变频器输出电压、频率和相位，保持机组在最佳工作状态。4.2直接转矩控制系统直接转矩控制系统由双馈风力发电机、功率变换器和控制器组成。控制器根据风机上的风速传感器信号和电网输出功率的需求，调整功率变换器的输出电压来控制变换电机的磁通和转矩。此外，直接转矩控制系统还采用了滑动模式控制、衰减信号随动等控制方法，以实现更好的控制效果和更高的发电效率。5.总结变速恒频双馈风力发电机具有功率调节范围宽、效率高等优点，是目前风电行业高度关注的一种发电机设备。它采用了变频调速控制系统和直接转矩控制系统，对于风力发电机的安全、稳定、高