风力发电机组|风力发电机组控制技术学习心得体会
在风力发电系统中 ， 控制技术和伺服传动技术是其中的关键技术 。这是因为自然风速的大小和方向是随机变化的 ， 风力发电机组的切入和切出、输入功率的限制、风轮的主动对风以及对运行过程中故障的检测和保护必须能够自动控制 。同时 ， 风力资源丰富的地区通常都是海岛或边远地区甚至海上 ， 分散布置的风力发电机组通常要求能够无人值班运行和远程监控 ， 这就对风力发电机组的控制系统的可靠性提出了很高的要求 。
要研究一套可靠的风电控制系统 ， 首先要了解风力机工作的基本原理 ， 包括风力机的能量转换过程、空气动力特性、简化叶素动量理论和涡流理论等 。掌握以上知识 ， 才能知道在何种情况下应进行何种控制以及对哪些参数进行控制才能达到相应效果 。
在对风力机的控制策略进行归纳后得出风力机的控制要素主要有以下几部分：转速、偏航、停机、发电机 。其中转速控制分为定桨距控制和变桨距控制 ， 变桨距控制又可分为恒速恒频和变速恒频控制 。定桨距控制的策略是在风速过大时采取失速控制以防转速过大 ， 变桨距控制则相对灵活主要通过调节桨距角和转速使风力机的运行符合要求 。
目前风力发电机组的控制技术从机组的定桨距恒速运行发展到基于变速恒频技术的变速运行 ， 对于风力机的变速恒频运行 ， 除需要了解风力机的原理之外 ， 还需掌握风电机组控制系统的特性 。这种特性主要是风力机的功率因数与叶尖速比和桨距角的关系 。对于某一固定的桨距角 ， 存在唯一的最佳速比使得功率因数最大 。而对于任意的叶尖速比 ， ()桨距角为0度时功率因数相对最大 ， 桨距角增大 ， 功率因数明显减小 。根据这种特性 ， 变速恒频控制的策略就是在额定功率前都将桨距角置于最小的位置 ， 一般3度左右 ， 这时调节发电机的转速n ， 使得叶尖速比始终对应最佳功率因数点 。当风速超过额定风速时 ， 则增大桨距角使风力机的功率稳定在允许范围之内 。
可以说 ， 这种控制策略已经基本实现了风力发电机组从能够向电网提供电力到理想地向电网提供电力的最终目标 。而依据这种策略研发风电机组的控制系统则是我们今后工作的重要一环
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