风能发电控制系统综述报告

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1、风能发电控制系统综述报告摘要： 风力发电机由多个部分组成，而控制系统贯穿到每个部分，相当于风电系统的神经。因此控制系统的好坏直接关系到风力发电机的工作状态、发电量的多少以及设备的安全。目前风力发电亟待研究解决的的两个问题：发电效率和发电质量都和风电控制系统密切相关。对此国内外学者进行了大量的研究，取得了一定进展，随着现代控制技术和电力电子技术的发展，为风电控制系统的研究提供了技术基础关键词：风力发电新能源控制系统正文：风力发电系统的组成：风力发电机组主要由风轮，发电机，电能变换单元和控制系统组成。如下图所示。风轮通过叶片捕捉风能，是吸收风能并将其转换成机械能的部件。发

2、电机实现机械能-电能的转换。由于异步发电机结构简单，运行可靠，目前风力发电几乎全部采用异步发电机。发电机发出的电能有两种处理方式，可以直接给负载供电或并入电网；也可以通过储能设备进行储能，再由电能变换单元将储能设备输出的直流电转换成交流电再给负载或并网。储能设备作为中间环节不仅可以将能量储存起来，还兼有稳定电压的优点，这样对负载供电更平稳，对电网的冲击也可减小。控制系统的组成风力发电机组的控制系统是综合性控制系统，不仅要监视电网，风况和机组运行参数，对机组进行并网，脱网控制，以确保运行过程的可靠性和安全性，而且要根据风速，风向的变化，对机组进行优化控制，以提高机组的运

3、行效率和发电量。 风力发电控制系统的基本目标分为三个层次：保证风力发电机组安全可靠运行，获取最大能量，提供良好的电力质量。控制系统组成主要包括各种传感器、变距系统、运行主控制器、功率输出单元、无功补偿单元、并网控制单元、安全保护单元、通讯接口电路、监控单元。 具体控制内容有：信号的数据采集、处理，变桨控制、转速控制、自动最大功率点跟踪控制、功率因数控制、偏航控制、自动解缆、并网和解列控制、停机制动控制、安全保护系统、就地监控、远程监控。当然对于不同类型的风力发电机控制单元会不相同。控制系统示意图如下：风力发电的特点：风力和光伏发电所利用的能量，本质上都来源于太阳光。风

4、力发电的工作原理，是利用风力机捕捉风的动能，将其转化为旋转动能，然后驱动发电机发电，其核心技术包括风力机材料，机械传动，旋转电机以及变流技术。风力发电经济性特点及应用范围：风力发电需要风速达到一定数值以上，从经济性考虑需要风速常年较为稳定，加上风力机的噪声和视觉污染，大型风电场不太可能建在城市中心，一般都位于沙漠或近海等风能资源丰富，人类活动较少的地方。陆地风场有点在于建造，安装和并网成本低，运行维护容易。海上风场可以节约土地，风速大且稳定。风能发展现状及未来趋势：近几年，世界上新增风电装机容量的年增长率保持在25%左右，截止2010年，世界风电装机容量超过了200G

5、W，同时，风电电价也在逐步降低。我国的风电装机容量更是突飞猛进，发展风能是我国长期的战略，在国家可再生能源的中长期发展规划中，提出了我国的风电噶站目标。其中2010年总装机量达到5000MW的目标已经实现，为实现我国风电发展的战略目标，根据我国国情，我国风电发展的基本路线是：重点发展陆地风电，积极推进海上风电。在主要发展并网风电的同时，还要发展离网风电和分布式发电系统。目前，风力发电在新能源市场占有重要地位，而且从其发展速度来看，风力发电在今后的数十年内也将处于新能源增长的领头位置。由于相比其他新能源俩说，风力发电技术成熟，成本效益较好，所以风力发电对于减少碳排放的世

6、界能源市场会有突出贡献。风力发电中得一些技术问题如风电功率变化调整，电能质量等还有待解决，但是相信在不同领域研究人员和科学家的共同努力下，这些问题会尽快迎刃而解。参考文献：《风力电力系统分析》科学出版社《风力发电原理》机械工业出版社《WindEnergyConversionSystemsTechnologyandTrends》S.M.Muyeen主编