【《小型直驱式永磁同步风力发电系统研究现状文献综述》1900字】

小型直驱式永磁同步风力发电系统研究现状文献综述1.1小型并网风力发电系统的研究现状当前世界各国风力发电主要以大型并网风力发电和小型离网风力发电为主。近些年，世界用电总量不断增加，虽然小型离网型风力发电技术逐渐成熟，但是这种方式成本和维护费用较高，无法广泛推行，所以高效节能低成本的并网运行的小型风力发电机组逐渐受到重视。通过近些年的发展，小型并网风力发电容量已经占据了一定的比例。尤其在美国、英国等国家为了推广小型并网风力发电系统，通过立法鼓励用户安装户用小型并网风力发电系统。在我国，一般将10KW以下独立运行并且可以通过蓄电池进行储能的发电机组定义为小型风力发电机组。小型并网风力发电系统主要由风机、发电机、整流器、逆变器等关键部件组成。而小型并网型风力发电和离网型风力发电的主要区别就在逆变器上，并网型风力发电系统通过逆变器将系统发出的电能并入公共电网，省略了体积庞大的储能装置，及其电池储能和释能的时间，提高了风能利用率及系统效率，降低了系统成本和维修费用。目前，小型并网风力发电系统面临的主要问题是整体效率低、可靠性差等问题，所以采用有效的控制策略控制其整流器和逆变器对于提高小型并网风力发电系统效率有着重要意义。1.2直驱式永磁同步发电机研究现状一般来讲，根据发电机的运行特性可以将风力发电机分为变速恒频和恒速恒频两大类。因为恒速恒频风力发电机转速恒定，不能跟随风速变化，所以不能充分利用风能，并且当风速波动较大时，会产生很大的转矩波动，从而会增加机组疲劳负荷，影响机组使用寿命。而变速恒频发电机的出现解决了恒速恒频发电机转速的这一缺点，提高了风能利用率和机组灵活性，使系统能更加平稳安全的运行REF_Ref29592\r\h[17,REF_Ref29599\r\h18]。所以变速恒频风力发电机正在逐渐取代恒速恒频风力发电机成为风机市场的主流机型。而作为当前主流变速恒频风力发电机之一，永磁同步发电机（PermanentMagnetSynchronousGenerator,PMSG）与双馈感应发电机（DoublyFedInductionGenerator,DFIG）相比，省略了电刷和集电环，所以其结构简单，制作和维护成本低，能量传递效率高，得到更多的重视。而在永磁同步发电机中直驱式永磁同步发电机因省略了增速齿轮箱，采用直接驱动技术，降低了制作和维护成本，提高了系统效率和可靠性，所以备受人们青睐，成为小型并网风力发电系统的主要机型。直驱式永磁同步风力发电系统结构如图1.2所示。图1.2直驱式永磁同步风力发电系统结构图直驱式永磁同步风力发电系统组由风力机、直驱式永磁同步发电机、整流器、逆变器等部件组成。直驱式永磁同步风力发电的原理是，通过风机产生的机械能带动永磁同步发电机发电，永磁同步发电机发出的电为交流电，并且电压大小会随发电机的转速大小的变化而变化，所以需要在永磁同步发电机的输出端增加电力电子整流装置，使永磁同步电机输出稳定的直流电，后续再经逆变器将直流电转变成符合并网要求的正弦交流电。直驱式永磁同步发电机是小型并网风力发电系统的重要组成部分，所以寻求有效的控制策略和先进的控制过程优化手段，使其安全高效率的运行，一直是小型并网风力发电系统领域的重点。现如今，越来越多先进的控制技术应用于直驱式永磁同步发电机中，来解决风电系统运行过程中的各种问题。如文献REF_Ref29667\r\h[19]将PI控制与模糊控制结合应用到永磁同步电机矢量控制的转速和电流控制，提高了电机动态性能；文献REF_Ref29696\r\h[20]将自适应控制和遗传算法相结合，对永磁同步电机的功率进行了优化；文献REF_Ref29723\r\h[21]将模糊PID控制用于PMSG转速外环控制，更好地实现了最大功率跟踪，提高了系统响应速度。参考文献张海龙.中国新能源发展研究[D].吉林大学,2014.张所续,马伯永.世界能源发展趋势与中国能源未来发展方向[J].中国国土资源经济,2019,32(10):20-27+33.张玉卓.中国清洁能源的战略研究及发展对策[J].中国科学院院刊,2014,29(04):429-436.李剑.我国风能发电发展前景研究[J].中国设备工程,2019(14):184-185.王月普.风力发电现状与发展趋势分析[J].电力设备管理,2020(11):21-22.刘志远,彭秀芳,冯莉黎.风电场风能资源储量和技术开发量估算方法[J].中国电力,2015,48(06):45-50.中国风能资源储量与分布[J].地球,2015(01):81.王佳雯.变速变桨距风电系统建模与智能控制技术研究[D].南京航空航天大学,2012DouZL,ChengMZ,LingZB,etal.Anadjustablepitchcontrolsysteminalargewindturbinebasedonafuzzy-PIDcontroller[J].PowerElectronicsElectricalDrivesAutomation&MotionInternationalSymposiumon,2010:391-395.NNouri,ZamaniAA,BarakatiSM.LoadFrequencyControlwithConsideringImpactofWindTurbineUsingaFractionalPIDController[C].2018SmartGridConference(SGC).2018:1-6LiuQ,QianS.Slidingmodevariablepitchcontrolofwindturbineviafuzzyneuralnetwork[C].ControlConference(CCC),201231stChinese.IEEE,2012:3187-3191QianZ,WangS,ChenH.TheapplicationofthefuzzyneuralnetworkBPnetworkbasedintheconstantspeedcontrolofthenewverticalwindturbine.IEEE,2010:2553-2558.BoulaamK,BoukhelifaA.FuzzyslidingmodecontrolofDFIGpowerforawindconversionsystem[C].PowerElectronics&MotionControlConference&Exposition.IEEE,2014:353-358.茅靖峰,吴爱华,吴国庆,张旭东,吴国祥.基于扩张状态观测的永磁直驱风力发电系统MPPT自适应滑模控制[J].电力系统保护与控制,2014,42(18):58-65.张伯明,陈建华,吴文传.大规模风电接入电网的有功分层模型预测控制方法[J].电力系统自动化,2014,38(09):6-14.X.Liu,Q.WuandX.Kong,EconomicModelPredictiveControlforWindTurbine[C].2019ChineseControlConference(CCC),Guangzhou,China,2019:2919-2923ShairJan,XieXiaorong,LiuWei,LiXuan,LiHaozhi.Modelinga