双馈风力发电机组自动化并网运行的分析

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  摘 要:在当前风力发电的过程中,掌握合适的技术是十分重要的,当前在风力发电机组工作的过程中,主要采用的是双馈风力发电机组,这种机组类型可以实现自动化的发展,并且能够促进其更加安全与稳定的运行,对于促进电网质量的提升也是十分有帮助的,在我国当前社会发展的过程中,电力的需求量呈現出不断增长的趋势,在这种情况下,只有加以进一步的优化才能实现其更好的发展。本文主要对此展开了论述,研究风力机组技术的发展情况,希望如何能够对其进行更加有效的优化,这样才能促进今后风力机组更好的发展,并且对未来我国的环境建设带来一定的帮助。
  关键词:双馈风力发电机组;自动化;结构;运行
  在当前的社会生活中,风力发电技术是十分普遍的,因为风力发电不但可以起到节能的效果,同时还能有效的预防环境受到严重的污染,对于我国当前阶段的风力发电中,主要采用的运行方式有两种,一种方式是独立运行的,而另外一种方式是并网运行的,这两种方式之中,后者的运行效率要更高一些,尤其是在大规模的发电系统中应用是十分广泛的。并且不会产生高额的费用,所以应用十分广泛,但是随着社会的发展建设,加强电网的稳定运行就需要进一步对风力发电技术加以优化,这样才能实现其更好的发展,本文重点对此展开了探究,希望对今后的工作带来一定的帮助。
  1 风力机组技术的发展
  风力机组的相关技术经历了一个相对漫长的过程,并且这也是电网在运行过程中十分重要的组成部分之一。在发电机中,经常可以看见有两种不同的系统,一种是恒速恒频系统,而另外一种则是变速恒频发电系统,这两种系统在应用上会有所不同,主要的不同之处在于前者所采用的是同步发电机,在对发电机组进行控制的过程中,主要采用的方式是速度,将定桨距失速控制应用在风轮机上以达到相应的效果。在应用这一系统的过程中,可以起到良好的运行效果,并且自身的结构也比较简单,出现故障以后也可以更加简便的对其进行维护。因此广泛应用在电力行业的发展过程中,但是不足之处在于,系统在运行过程中存在一定的局限性,这样就不能最大化的捕获风能,并且叶片也相对较重,因此对无法应用在大风机的制造过程中。在进行风速变化的过程中,也会在一定程度上电压的稳定性以及电能质量产生一定的影响。
  在应用后者的过程中,这是一种较为新型的发电系统,主要采用的技术是矢量控制,并且应用了电子技术,所以电能的质量是可以得到有效保证的,对于电能的频率可以得到有效的控制,其发展潜力是十分广泛的,在今后的发展过程中具有十分长远的趋势,在这一系统的应用过程中,主要采用的是双馈发电机,因此本文将对此展开进一步的论述。
  2 双馈风力发电机组结构
  在应用双馈发电机组的过程中,需要认识到这是一种新型的设备,在变速恒频风力发电系统中十分常见的,并且自身的结构也与绕线式异步发电机存在一定的相似之处。在应用这一设备的过程中,相应的定子与转子都可以传输电能,并且能够与电网进行相互连接,在转子绕组的过程中,基本的原理是应用双向变流器,将其与电网连接在一起,这样变速恒频就能实现更加稳定的运行。在双向变流器的构成中,主要采用的是网侧变流器和机侧变流器,这两个组成部分可以相互独立而存在,并且与双PWM可逆整流的控制系统结合在一起,这样就可以保证电压的稳定性。采用这一结构以后,就能实现电网朝着自动化的方向发展,并且满足运行方面的要求,对于电能的供给也提供了十分重要的帮助,但是这并不是全部,在今后的发展过程中,还需要对其结构不断完善,这样才能满足我国风力发电的需求。
  3 双馈风力发电机组自动化并网运行
  3.1双馈风力发电机组并网运行的特点
  由于双馈风力发电机的结构比较天特殊,其可以实现变速恒频运行,而且通过对双向变流器的调节,可以对发电机的电压幅值进行调整,也可以对发电机的频率进行调节,从而满足变色恒频的运行要求。将其应用在电网系统中,秩序对发电机的转速进行调整,就可以满足负载的变化,也可以实现风力发电机组以最佳的叶尖速比进行运行,从而输出最大的电能。双馈异步发电机具有灵活性大的特点,技术人员可以对电流幅值、相位以及频率进行调整,而且可以保证发电机输出无功功率或者有功功率。在电网运行时,可以调节励磁电流的频率,从而实现发电机变速恒频运行。
  3.2双馈风力发电机组自动化并网运行的策略
  3.2.1电压的自动控制策略:当双馈发电机的负载减小时,发电机的端电压增加,此信息由电压检测电路获得,并反馈给转子电流大小的控制电路,调节发电机的转子电流,使其减小,定子绕组的感应电动势也将减小,发电机的端电压恢复至额定电压。同理,当双馈发电机的负载增加时,发电机的端电压减小,相应调节发电机的转子电流,使其增加,使得发电机的端电压增大至额定电压。
  3.2.2频率的自动控制策略:当风速增大时,风力机的转速随之升高,双馈发电机转子的转速也随之升高,转子绕组电流产生的旋转磁场的转速将高于双馈发电机的同步转速,定子绕组感应电动势的频率将高于电网频率,同时测速装置立即将转速升高的信息反馈给转子电流频率的控制电路,调节转子电流的频率,使其降低,则转子旋转磁场的转速又降低至同步转速,使定子绕组感应电动势的频率降低至电网频率。
  3.3 双馈风力发电机组并网运行的优点
  采用双馈风力发电机组,可以保证电网运行的稳定性,也可以保证电能供给的质量,这种装置具有结构简单的优点,而且机械部件受外力影响较小,在机组控制时较为灵活,而且运行的效率也较高。双馈发电机的转速能够随风速的变化做出相应的调整,使风力机始终处于最佳的运状态,提高风能的利用率。通过调节馈入转子绕组中的电流参数,不仅能够使定子绕组的输出电压及频率保持不变,还能够使输入到电网的功率因素得到调节。双馈发电机与电力系统可以根据电网电压、电流及发电机的转速来实时调节励磁电流,从而可以精确的调节发电机的端电压,使其满足并网运行的要求。系统中双向变流器的容量只由发电机运行时的最大转差功率决定,具有成本较低的优点。
  结束语
  综上所述,本文主要对双馈风力发电机组的运行情况以及应用展开了论述,探究如何可以最大化的应用电能,并且对其转速进行适当的调节,具有灵活性的特点。所以希望在今后的应用过程中,可以对其加以进一步的发展,真正的解决现阶段我国电能输出不稳定的现象,以实现可靠性的提升。
  参考文献
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