【《直驱风电场建模研究现状国内外文献综述》2200字】

直驱风电场建模研究现状国内外文献综述对直驱风电机组进行建模是研究直驱风电场模型的前提。直驱式风力发电机与其他风力机有所不同，当风吹动风力机的风轮时，由此产生的力会驱动叶片旋转，然后直接驱动发电机转动。这样一来，就不再需要齿轮箱这个器件。从而避免了因齿轮箱故障影响机组的运行REF_Ref73802138\r\h[4]。直驱风机最早出现于二十世纪末，起初研究成本较高，技术方面也存在许多问题，导致了直驱风机的发展十分缓慢。最近今年，技术快速发展，人们逐渐认识到了直驱风电机组所具有的优势。欧美国家等发达国家掌握了直驱风机先进的技术，使得风机拥有很高的效转化效率REF_Ref73802200\r\h[5]。永磁直驱风力发电机组有以下几个优点：1.直驱风机省略了齿轮箱部件，减小了出现故障的概率，同时也使传动机构的组成变得简单，这大大提高了直驱风机运行的安全性和可靠性。2.齿轮箱的减少也使得直驱风机的发电效率提高，世界上目前可达到的效率高达百分之九十多。3.直驱风机相比与其他类型风机有较少的零部件，使得风机后期维修更加方便，成本也相对较低。4.直驱风机接入电网的性能很好，低电压穿越能力使得机组可以在电压跌落范围不大时，继续保持电网安全运行。永磁直驱风电机组有很多的优点，但是它也具有很多明显的缺点。永磁直驱风力发电机的电机转速较低，极对数相对较多，使得电机的体积相对其他电机较大，而且永磁体的制作工艺和成本也较高。永磁体在容易受到环境变换和温度变换时，其良好的性能也会受到影响，从而影响发电机正常运行。齿轮箱的缺少使发电机的电压因风速改变而改变，进而使发电机电压调整变得困难。直驱式风力机的建模是研究直驱式风电场模型的基础。计算机控制技术和电力电子技术的持续进步，使得永磁直驱风力发电机组得到了广泛的应用。直驱风电机组相对其他机组而言，它的转速能在更大的区域调节，可以在风的流动中获得更多的能量。并且风电机组通过机侧变换器的控制策略，可以独立的调节风机输出的有功无功功率。当前，有很多的国内外文献对直驱风电机组进行研究，其主要包括对直驱式风机的建模和简化。直驱风电机组由风力涡轮机、永磁（无刷）同步发电机、传动机构、控制系统、全功率变换器和直流环节斩波器组成。当风吹向风力涡轮机的风轮时，由风吹动而生成的力带动叶片随之转动，这个过程中伴随着能量的转化，风能转化为叶片转动的动能，通过传动机构的增速作用，使得发电机旋转速度增加，发电机作用生成电能，再传送到变换器。传送到变换器的电能频率和质量较差，通过机侧变频器整流作用以及网侧变换器的逆变作用，可以获得符合电网质量要求的电能。风力机的传动机构一般包括紧急制动的刹车机构、低速轴、联轴器以及高速轴。变换器在风电机组运行中起到十分重要的作用，使机组有良好的电能输出。与发电机相连的是变换器的机侧部分，实现了风能的追踪控制；与电网相连的是变换器的网侧部分，它主要是使直流母线电压的保持相对稳定。其共同构成了全功率变换器。永磁同步发电机的输出的能量正是通过变换器作用从而输送到电网。直驱式风电机组的控制系统主要由最大风能利用控制、桨距角控制，全功率变换器控制构成。目前，对与直驱风电机组的研究是各个国家广泛关注的问题。文献[6]中给出了变频器的仿真图，但没有对风电机组如何解耦进行说明。文献[7]建立了直驱风机的模型结构，分析了桨距角的工作原理和控制策略。文献[8]分析并建立了直驱风机的桨叶控制与传动机构模型，并对转速的解耦控制作了说明。文献[9]把直驱风电机组用电流源模型分析和表示。文献[10]搭建了直驱风电场的仿真模型，分析了直驱风机的输出特性。文献[11]建立了说明了直驱风机的工作原理和组成成分，并进行仿真来验证模型的正确性。参考文献霍雅勤．化石能源的环境影响及其政策选择[J]．中国能源，2000，14(5)：17-21.祝贺，徐建源，张明理，等．风力发电技术发展现状及关键问题[J]．华东电力，2009，37(02)：314-316．贺益康，胡家兵，LieXu．并网双馈异步风力发电机运行控制[M]．北京：中国电力出版社，2012：2-10.栾贻贺.适用于频率控制的风电场建模与调频策略研究[D].哈尔滨工业大学,2019.蔺红．直驱式风电场动态等值建模研究[D]．新疆大学，2012．王旭峰.直驱永磁同步风力发电机组建模与仿真[J].科技视界,2015(01):7-8.马威.基于永磁同步发电机的直驱式风电系统建模与仿真[D].兰州理工大学,2010.罗昕．基于模糊控制的风电机组变桨距设计与研究[J]．能源与节能，2018(11)：64-68．尹明，李庚银，张建成，等.直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略[J].电网技术，2007，31(15)：61-65.林立,何洋,周建华,陈红专,刘燕凌,陈鸿蔚.直驱永磁同步风力发电机侧系统建模及仿真[J].电气传动,2020,50(02):73-76.蒋文韬,付立军,王刚,等.直驱永磁风电机组虚拟惯量控制对系统小干扰稳定性影响分析[J].电力系统保护与控制,2015,43(11):33-40.靳雯皓，刘继春，刘俊勇．平抑风电功率波动的新型储能系统控制策略[J]．电测与仪表，2018，55(24)：78-87．韩宏志，庄能．风电机组参与电网频率调整技术研究[J]．科技创新导报，2018，15(17)：59-60．李欣然，黄际元，陈远扬，等.大规模储能电源参与电网调频研究综述[J].电力系统保护与控制，2016，44(7)：145-153.JainB,JainS,NemaRK.Controlstrategiesofgridinterfacedwindenergyconversionsystem:Anoverview[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2015,47(7):983-996.陶骞，贺颖，潘杨，等.电力系统频率分布特征及改进一次调频控制策略研究[J].电力系统保护与控制，2016，44(17)：133-138.赵嘉兴，高伟，上官明霞，等．风电参与电力系统调频综述[J]．电力系统保护与控制，2017，45(21)：157-169．陈宇航，王刚，侍乔明，等．一种新型风电场虚拟惯量协同控制策略[J]．电力系统自动化，2015，39(5)：27-33隗霖捷,王德林,李芸,等.基于可变系数的双馈风电机组与同步发电机协调调频策略[J].电力系统自动化,2017,41(2):94-100.AraniMF