关于风力发电机及风力发电控制技术分析

关于风力发电机及风力发电控制技术分析
摘要:随着经济的发展,社会的进步,人们对于电能的需求量越来越大,随着当前对于新能源发电的越来越重视,水力发电与风力发电逐渐成为重要的发电系统将会在发电行业做出贡献。风能在全国范围内都有广泛的分布,由于其开发利用难度相对较小,同时,作为新能源,没有二次污染,其成本也是稳定可控的,所以风力发电逐渐成为当前发电的重点建设项目。随着国内对于风力发电的研究与应用的逐步开展,类似于风力发电机,控制风电系统,都得到了一定的进步与突破。为了使风力发电系统得到有效开发与应用,需要深入对于相关的技术设备进行研究。
关键词:风力发电机;风力发电;控制技术
一、风力发电控制技术的发展现状
控制技术对于风力发电机的重要性主要体现在以下方面: 风力发电机所获得的风能是随机的、无法控制的。风速、风向、风力的大小会随着客观自然条件的变化而改变,本身并不具有控制性,要想得到控制,就需要通过技术手段来实现。风力发电机的风轮惯性很大,风轮
叶片直径在特定的范围内可以有效利用风能。风力发电所需要的并网、脱网都会用到控制技术。现阶段,很多技术都可以应用到风力发电领域,风力发电的控制技术也越来越先进,控制方向越来越多元化。定桨距型风力机只通过连接桨叶、轮毂并不能发生改变,在风速高于额定风速的情况下,通过失速原理可以限制发电机的功率。所谓失速原理,指的是气流达到一定程度的攻角后就会产生涡流。当外界因素让输出功率发生改变时,桨叶的被动失速调节就不会由任何控制,风力发电机组系统就会更加简化。然而,风轮的叶片重量很大,一些部件受力大,所以发电机组的工作效率较低,一些重要部件也很容易损坏。
二、风力发电控制技术
风力发电控制技术中则包括变桨距风力发电机术、变速风力发电技术、定桨距失速风力发电技术等。就定桨距失速风力发电技术来看,作为一项前进的风力发电控制技术,其中集合了空气动力刹车技术、软并网技术和偏航与自动解缆技术。变桨距风力发电机术则是根据空气动力学原理,如果风速处于一个较高水平,借助桨叶节距或改变气流对叶片攻角,可以有效调整风力发电机的动力转矩,保证风力发电机稳定的输出功率。变速风力发电机技术则是根据风速变化而变化,始终保持在最佳叶尖速比,是当前风能利用效率最高的一种风力发电技术。
1、 H∞ 鲁棒控制技术。H∞ 鲁棒控制技术是以Hardy空间作为理论依据的,借助个性别指数才能够实现对无穷范数的最大优化,使控制器具有强大的鲁棒功能。H∞ 鲁棒控制能够实现从护理多变量角度出发,借助科学的数学逻辑,避免建模过程中出现的误差。在风能激励的情况下,H∞的相应范数最小,系统的输出能够被控制在一个十分稳定的范围内。对风力发电机组而言,H∞鲁棒控制技术十分重要,如果风向和风速并不稳定,而且频繁改变,就可通过H∞鲁棒控制原理来控制变速恒频的风力发电系统,实现系统对风能的快速跟踪,以最大限度地提高风能利用效率和捕获风能的效率。
2、模糊控制技术。模糊控制技术是风力发电控制技术领域当中在智能方面具有一定代表性的技术。模糊控制技术的技术理论是模糊推理和语言规则,是新时代开创的高级控制技术,这种技术在应用过程中,其模糊推理的技术理论使其不会受到线性因素的影响。应用模糊控制技术的风力发电机系统在过去常规技术的基础上进一步提升了风能的利用效率,并且实时追踪最大功率,同时,在变速恒频方面也颇有优势。借助模糊控制技术多方面的优点,目前,在该技术的发展过程当中开始逐渐尝试融入人工智能等先进技术,带动该技术的智能性得到进一步地提升。
三、风力发电机与相关电力电子变换器控制技术
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黄岩蜜橘栽培起源于什么时期目前我国传统的电力设备逐渐退出市场,而当前的电力设备进行了更新与换代,我国当前的风力发电的设备也在蓬勃的发展,其组设置也在逐渐提高,就发电行业而言,我国设备和关键零件都能够满足我国当前风力发电的需求。所以加强风力发电装备设置的技术创新,促进自主创新能力的提高,能够有效地推动风力发电系统的完善与进步,风力发电的关键技术也是推动风力发电,甚至我国电力行业进步的重要内容,其中控制系统是其关键的内容,为了推动该行业的发展,需要有效地提高控制系统的效率。
1、风力发电机的控制技术。作为风力发电的能源就是风力,由于风力的方向、大小的不确定性,同时,随着高度增加,风力会越大,所以大多数的风力发电会处在高空中完成,发电机及其相关的设备也需要尽可能提高其效率,减少能量的损耗,可以充分地利用永磁发电机来进行风力系统的建设。还可以通过模块化的方式来进行电机的制造,以此来实现成本的控制。除此之外,可以进行发电机控制法,降低发电机的功率消耗,通过各种方法来尽可能的降低功率因数的变化。七叶和茶
2、电力电子转换器控制技术。作为电子转换器在风力发电系统进行应用,必须要具有以下特征:首先,需要具有比较广的使用面,能够在各种风力发电过程中得到有效利用;其次,
还需要比较高的传输效率,能够有效进行传输之外还需要进行功率因素改变的处置;最后,还需要比较高的安全性能,从而能够有效地保证功率,有效地运转。只有满足以上方面的特征,才能够有效地进行电子转换器的设置,达到公共的发电控制系统的需求。
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3、风能发电中谐波消除。在风机发电的过程中,谐波的存在会降低整体发电的质量,导致电压频率等都会受到影响,所以必须要采取方式将谐波去除,尽可能地减少对于发电的干扰性。谐波可能会导致发电机的损坏,甚至会导致出现同步的叶振谐波,甚至会导致发电设备的热故障,导致正常运行干扰,破坏正常的电子发电系统,影响传感器的正确性。为了消除谐波,可以通过电力变流或者是无功率增加对电容器进行调整等方式尽可能地减少谐波的影响。
4、现代控制技术。风力发电技术一般会有以下几种控制技术:首先是变结构控制;其次是自适应控制及智能控制等方式。在风电发电的过程中,其中变结构的控制技术应用范围比较广 ,主要是该方法响应速度快,设置方便,能够实现。其中,智能控制系统是当前十分重要的发展方向,但是由于当前数字模型的依赖程度比较低,所以需要进行有效的瓶颈克服,进行技术的突破,才能够有效地促进智能控制系统的完善。
总而言之,随着社会经济的发展,风力发电形成了我国当前发电系统的重要内容,电力行业与人们的生活具有密切相关的联系,为了有效地推动生产生活发展,需要增强对于风力电力行业的支持与投入,推动风力电力行业的发展。这些年来,随着我国对于风力发电技术的投入,风力发电技术也取得了诸多进步,由于清洁能源易获取、成本低等特点,风力发电也逐渐受到了社会各界的支持与拥护,其发展也逐渐向着智能化、自动化的方向发展,随着相关技术的开发应用,风力发电也必将推动社会发展。
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