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風力發電控制系統設計篇一

2.控制器：通常風力發電機發出的電為不穩定三相交流電，如果直接使用會造成用電器的損壞，控制器的作用除了把風力發電機發出的不穩定三相電通過整流輸出可以給蓄電池充電的直流電，同時控制器也實時檢測風力發電機與蓄電池的電壓，避免風力發電機在大風時電壓過高導致損壞，也防止蓄電池由于過充導致損壞。

3.蓄電池：儲存風力發電機發出的電力以便在需要時使用。

4.逆變器：把蓄電池里的直流電轉換成交流電供給交流負載使用。（直流負載不需要逆變器，可以直接接蓄電池使用）

5.塔架：幫助支撐及固定風力發電機到地面或任何足夠牢固能安裝風力發電機的介質。

6.太陽能板（選配）：由于風力資源屬于不穩定的自然資源，在部分地區單單依靠風能發電不能完全滿足客戶的用電需求。此時客戶可以按照需求結合太陽能發電，把系統打造成風光互補系統，科學使用各種自然資源有效增加系統發電量。

風力發電控制系統設計篇二

風力發電

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨面等，而現在，人們感興趣的是如何利用風來發電。風是一種潛力很大的新能源，十八世紀初風力發電圖，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。人估計過，地球上可用來發電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現在全世界水力發電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視利用風力來發電，開發新能源。利用風力發電的嘗試，早在二十世紀初就已經開始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯和美國應用航空工業的旋翼技術，成功地研制了一些小型風力發電裝置。這種小型風力發電機，廣泛在多風的海島和偏僻的鄉村使用，它所獲得的電力成本比小型內燃機的發電成本低得多。不過，當時的發電量較低，大都在5千瓦以下

風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發電機和鐵塔三部分。

優點

1、清潔，環境效益好；

2、可再生，永不枯竭；

3、基建周期短；

4、裝機規模靈活。

缺點

1、噪聲，視覺污染；

2、占用大片土地；

3、不穩定，不可控；

4、目前成本仍然很高。

5、影響鳥類。

風力發電控制系統設計篇三

風力發電機原理

是將風能轉換為機械功的動力機械，又稱風車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發動機。風力發電利用的是自然能源。相對柴油發電要好的多。但是若應急來用的話，還是不如柴油發電機。風力發電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。力發電的原理:是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。

現狀:風力發電正在世界上形成一股熱潮，風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國風能資源十分豐富，我國也在西部地區大力提倡,管理滯后影響風電“進步”首先，我國對風能資源的普查、評價、規劃管理嚴重滯后，資源分散，缺少整合，沒有形成全國統一的國家級風電產業研機機構，缺少對產業資源的集中和整合。

其次，單位kw造價高，火電平均4500元/kw，風電平均每8000~9000元/kw，平均造價高于火電。火電平均電價0.36元/千瓦時，風電平均電價為0.56元/千瓦時，在我國南方地區電價，還要略高于北方地區。影響電網并網發電的積極性。第三，目前市場和產業化基本上沒有形成，風電機組和系統設計技術、設備性能、效率以及技術工藝水平與歐洲相比存在很大差距。國產風電關鍵部件，如液壓系統、聯合器、電控等可靠性差，技術不夠成熟。

改善“環境”加快風電步伐

前景:它的優勢不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運行成本低。；風力發電產業發展前景非常廣闊，為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。

我國風能資源十分豐富，它是一種干凈的可再生能源；風力發電產業發展前景非常廣闊，優缺點:它的優勢不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運行成本低,我國風力資源豐富,缺點,效率低,造價昂貴,技術有待改進,管理不夠完善

風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區大力提倡。小型風力發電系統效率很高，但它不是只由一個發電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統：風力發電機＋充電器＋數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；

機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13～25v變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉變成交流220v市電，才能保證穩定使用。機械連接與功率傳遞水平軸風機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯軸節相連,將轉矩傳遞到發電機的傳動軸,此聯軸節應按具有很好的吸收阻尼和震動的特性，表現為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯軸器可阻止機械裝置的過載。另一種為直驅型風機槳葉不通過齒輪箱直接與電機相連風機電機類型

風力發電控制系統設計篇四

風力發電機控制系統

（十一）并網后需要關注的主要問題

電能質量

根據國家標準，對電能質量的要求有五個方面：電網高次諧波、電壓閃變與電壓波動、三相電壓及電流不平衡、電壓偏差、頻率偏差。風電機組對電網產生影響的主要有高次諧波和電壓閃變與電壓波動。電壓閃變

風力發電機組大多采用軟并網方式，但是在啟動時仍然會產生較大的沖擊電流。當風速超過切出風速時，風機會從額定出力狀態自動退出運行。如果整個風電場所有風機幾乎同時動作，這種沖擊對配電網的影響十分明顯。容易造成電壓閃變與電壓波動。

諧波污染

風電給系統帶來諧波的途徑主要有兩種。一種是風機本身配備的電力電子裝置可能帶來諧波問題。對于直接和電網相連的恒速風機，軟啟動階段要通過電力電子裝置與電網相連，因此會產生一定的諧波，不過過程很短。對于變速風機是通過整流和逆變裝置接入系統，如果電力電于裝置的切換頻率恰好在產生諧波的范圍內，則會產生很嚴重的諧波問題，不過隨著電力電子器件的不斷改進，這個問題也在逐步得到解決。另一種是風機的并聯補償電容器可能和線路電抗發生諧振，在實際運行中，曾經觀測到在風電場出口變壓器的低壓側產生大量諧波的現象。當然與閃變問題相比，風電并網帶來的諧波問題不是很嚴重。

電網穩定性

在風電的領域，經常遇到的一個的難題是：薄弱的電網短路容量、電網電壓的波動和風力發電機的頻繁掉線。尤其是越來越多的大型風電機組并網后，對電網的影響更大。在過去的20年間，風電場的主要特點是采用感應發電機，裝機規模較小，與配電網直接相連，對系統的影響主要表現為電能質量。隨著電力電子技術的發展，大量新型大容量風力發電機組開始投入運行，風電場裝機達到可以和常規機組相比的規模，直接接入輸電網，與風電場并網有關的電壓、無功控制、有功調度、靜態穩定和動態穩定等問題越來越突出。這需要對電力系統的穩定性進行計算、評估。要根據電網結構，負荷情況，決定最大的發電量和系統在發生故障時的穩定性。國內外對電網穩定性都非常重視，開展了不少關于風電并網運行與控制技術方面的研究。

風電場大多采用感應發電機，需要系統提供無功支持，否則有可能導致小型電網的電壓失穩。采用異步發電機，除非采取必要的預防措施，如動態無功補償、否則會造成線損增加，送電距離遠的末端用戶電壓降低。電網穩定性降低，在發生三相接地故障，都將導致全網的電壓崩潰。由于大型電網具有足夠的備用容量和調節能力，一般不必考慮風電進入引起頻率穩定性問題。但是對于孤立運行的小型電網，風電帶來的頻率偏移和穩定性問題是不容忽視的。

由于變頻技術的發展，我們可以利用交-直-交的變頻調節裝置的控制功能很容易地根據電網采集到的線路電壓波動的情況、功率因數的狀況等、和電網的要求，來調節和控制變頻裝置的頻率、相位角和幅值使之達到調節電網的功率因數，為弱電網提供無功能量的要求。

發電計劃與調度

傳統的發電計劃基于電源的可靠性以及負荷的可預測性，以這兩點為基礎，發電計劃的制定和實施有了可靠的保證。但是，如果系統內含有風電場，因為風電場出力的預測水平還達不到工程實用的程度，發電計劃的制定變得困難起來。如果把風電場看做負的負荷，不具有可預測性；如果把它看做電源，可靠性沒有保證。正因為如此，有必要對含風電場電力系統的運行計劃進行研究。風力發電并網以后，如果電力系統的運行方式不相應地做出調整和優化，系統的動態響應能力將不足以跟蹤風電功率的大幅度、高頻率的波動，系統的電能質量和動態穩定性將受到顯著影響，這些因素反過來會限制系統準入的風電功率水平，因此有必要對電力系統傳統的運行方式和控制手段做出適當的改進和調整，研究隨機的發電計劃算法，以便

正確考慮風電的隨機性和間歇性特性。

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