變速恒頻雙饋風力發(fā)電機勵磁控制技術研究

李華軍

摘 要 近年來我國風電產業(yè)及技術水平發(fā)展迅猛，變速恒頻風力發(fā)電機組是目前我國風力發(fā)電的主流機組。我國的資源較為缺乏，對可再生能源進行利用已經(jīng)是時代發(fā)展的必然趨勢。但是我國關于風力發(fā)電機勵磁控制技術的研究還停留在初始階段，存在許多不足之處有待改善，還需工作人員加以努力，對其進行深入的探討，以此來推動我國電力事業(yè)的發(fā)展。為此，本文簡單的闡述了風力發(fā)電機的基本概念，結合我國變速恒頻雙饋風力發(fā)電機的實際狀況，對勵磁控制技術進行深入的分析，希望能夠更好的落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

關鍵詞 變速恒頻雙饋;風力發(fā)電機;勵磁控制技術

引言

能源是人們賴以生存的基礎，是人們日常生活中必不可少的一部分。但是我國的資源較為稀缺，并且隨著我國經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，對于能源的需求也越來越大，因此，我國頒布了一系列措施來推廣可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，希望能夠對能源進行合理的利用。相關部門已經(jīng)對可再生能源的開發(fā)利用提起了高度的重視，并且已經(jīng)取得了一定的成果。作為可再生能源之一的風能，對其進行有效的利用，能夠在很大程度上對資源進行有效的節(jié)約。

1 勵磁控制系統(tǒng)

若變速恒頻雙饋風力發(fā)電機的工作狀態(tài)不同，那么對發(fā)電機的要求也有所不同，為了對不同的要求進行有效的滿足，工作人員還需實時監(jiān)測電網(wǎng)和雙饋發(fā)電機的相關電量和運行狀態(tài)，從而有效的轉換變速恒頻控制、恒壓控制和運行狀態(tài)這三個部分，并且發(fā)電機的無功功率與勵磁電流的幅值和相位有著密切的聯(lián)系，而發(fā)電機的有功功率則和勵磁電流的頻率緊密相連，將風力機變槳距和發(fā)電機勵磁二者進行有效的結合，則能夠對發(fā)電機的轉速進行有效的控制[1]。

2 控制雙饋風力發(fā)電機的變速恒頻

若想對雙饋風力發(fā)電機的變速恒頻進行有效的控制，工作人員還需以風力轉速的變化為依據(jù)，來控制轉子勵磁電流的頻率，確保雙饋發(fā)電機輸出的電壓頻率和電網(wǎng)二者相同。一般情況下，工作人員會采取以下兩種方式來控制變速恒頻：有轉速傳感器和無轉速傳感器。前者的操作過程比較簡易，但其操作過程涉及對光電編碼器進行應用。后者操作過程所涉及的內容比較復雜，其困難程度也較難[2]。

3 對VSCF雙饋發(fā)電機進行并網(wǎng)控制

在并網(wǎng)時對電網(wǎng)的沖擊程度隨著風力發(fā)電機容量的增加也有所提高，這樣的沖擊會對電力系統(tǒng)產生許多消極的影響，在很大程度上降低電力系統(tǒng)的電壓，還會嚴重破壞發(fā)電機和機械部件的質量。并且如果持續(xù)時間較長，還會使系統(tǒng)瓦解或者對其他并網(wǎng)機組的日常運行產生不利的影響。對于異步發(fā)電機典型參數(shù)而言，若出現(xiàn)臺風力發(fā)電機同時并網(wǎng)的現(xiàn)象，會對機組產生不利的影響。所以，必須對并網(wǎng)技術進行深入的探討，才能避免其對發(fā)電機產生不利的影響。

異步發(fā)電機在傳統(tǒng)的風力發(fā)電機組較為常見，并網(wǎng)的出現(xiàn)條件則是其轉子方向和旋轉磁場轉向相同，并且感應發(fā)電機輸出電壓的相序和電網(wǎng)相同。第二種則是發(fā)電機的轉速和同步轉速二者之間相接近。在條件符合的情況下，工作人員發(fā)動風力機，感應發(fā)動機被帶到同步速附近時合閘并網(wǎng)，而這則是并網(wǎng)的過程。并網(wǎng)過程雖然比較簡單，但是發(fā)電機定子繞組電壓從無到有的這個過程會大幅度降低電網(wǎng)的電壓，并對電網(wǎng)其他設備的日常運行產生不利的影響。在目前階段，軟并網(wǎng)是比較先進的技術，其主要內容是：當發(fā)電機被風力機帶到同步速周邊時，發(fā)電機通過雙向晶閘管連接電網(wǎng)，并且控制雙向晶閘管觸發(fā)角，來使并網(wǎng)沖擊電流的數(shù)值屬于正常的區(qū)間內，當其結束后，還需切除雙向晶閘管[3]。

4 變速恒頻雙饋發(fā)電機勵磁系統(tǒng)所涉及的技術

在目前階段，變速恒頻雙饋風力發(fā)電機組容量越來越大，智能化越來越高。一般情況下，風電機組的工作環(huán)境十分的惡劣，諸多因素都會對其運行狀態(tài)產生影響，并且風能比較隨機，時間不穩(wěn)定，導致工作人員很難有效地對風能進行控制。目前所采取的控制技術則是轉子勵磁控制技術，對其進行深入的探究，則能達到控制風能的目的。第一，建立系統(tǒng)的模型與仿真。變速恒頻雙饋風力發(fā)電機組所涉及的內容十分復雜，其研究難度較大，我國還未建立較為完善的理論體系和研究方法，還需工作人員結合雙饋發(fā)電機不同情況下的工作情況，來對其進行深入的研究。第二，合理的設計轉子勵磁控制器并對其逆變技術進行深入的研究。若要對發(fā)電機進行有效的勵磁控制，大功率的雙向變流器是缺一不可的一部分，對于轉子勵磁的變流器同樣有著嚴格的要求。在此過程中還存在許多問題未有效進行解決，我國也只是處于初始階段，并未取得顯著的成果，還需工作人員加以努力，對其進行深入的研究，從而達到勵磁控制發(fā)電機的目的[4]。

5 結束語

為了在推動我國經(jīng)濟水平發(fā)展的同時還對我國的資源進行節(jié)約，就必須對可再生能源進行合理的利用，而風能就是其中之一。變速恒頻風力發(fā)電機所涉及的內容十分的復雜，我國還只是處于探索階段，為了對變速恒頻雙饋風力發(fā)電機進行有效的控制，對勵磁控制技術的作用進行充分的發(fā)揮，工作人員還需對其進行深入的探討，采取合理的措施來對現(xiàn)有的不足之處進行解決，從而推動我國電力行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1] 李享.變速恒頻雙饋風力發(fā)電機勵磁控制技術分析[J].科技視界，2018，（12）：184-185.

[2] 楊威.變速恒頻雙饋感應風力發(fā)電機低電壓穿越能力的仿真分析[D].濟南：山東大學，2012.

[3] 金石.變速恒頻無刷雙饋風力發(fā)電機的直接轉矩控制技術研究[D].沈陽：沈陽工業(yè)大學，2011.

[4] 徐鳳星.雙饋型變速恒頻風力發(fā)電機轉子側變流器控制技術研究[D].長沙：湖南工業(yè)大學，2010.