最大风能捕获原理.doc

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1、最大风能捕获原理：最大风能捕获有3种控制算法：最佳叶尖速比法、功率反馈法和爬山法。最佳叶尖速比控制要求实时测量风速和发电机转速，通过计算使风力机工作于最佳尖速比；然而，由于风速的多变性，增加了测量成本和控制复杂度。功率反馈法是利用矢量变换原理，通过对双馈电机转子励磁的幅值和频率进行调节，改变电机转速，实现最大风能追踪。该方法虽可避免对风速的测量，但操作之前必须根据实际情况设定风力机最佳叶尖速比，且其控制精度取决于系统快速性和定子有功功率的计算。爬山法是通过实时检测风力机转速和输出功率，利用数学模型使电机工作于最大功率点，该方法的局限性在于：捕获最大功率点需要几百s的时间，出现这一延迟严重

2、影响了控制精度。当风机运行在额定风速以下时其功率输出完全取决于桨叶的气动性能。采用转速控制方式，根据风速的大小，用风速变化稳定的低频分量，配合变频器对发电机进行控制，使风机运行在最佳尖速比情况下。当风速达到或超过额定风速后，风力发电机组进入额定功率状态。在传统的变桨矩控制方式中，这时将转速控制切换到功率控制，变桨矩系统开始根据发电机的功率信号进行控制。控制信号的给定值是恒定的，即额定功率。功率反馈信号与给定值进行比较，当功率超过额定功率时，桨叶节矩就向面积减小的方向转动一个角度，反之则向迎风面积增大的方向转动一个角度。风力机将捕获的风能以机械能的形式驱动永磁发电机，而永磁发电机的转速随着

3、风速的变化而变化，因而发出的电能是电压和频率都变化的电能，为得到恒压恒频的电能就必须进行交直交变流，再通过滤波器滤波将逆变器输出变换成正弦波输出。永磁同步风力发电系统不需要励磁装置，具有重量轻、效率高、可靠性好的优点。风轮机可以和永磁发电机直接耦合，省去了其他风力发电系统中的增速箱，减少发电机的维护工作而且降低噪声。PWM整流器可提供几乎为正弦的电流，因而减少了发电机侧的谐波电流。直流环节并有大电容，可维持电压恒定。电网侧串联电感可用于滤波。通过控制系统的控制，将永磁电机发出的变频变幅值电压转化为可用的恒频电压，并达到俘获最大风能的目的。