變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵磁控制技術(shù)研究

李華軍

摘 要 近年來我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及技術(shù)水平發(fā)展迅猛，變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是目前我國風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)組。我國的資源較為缺乏，對可再生能源進(jìn)行利用已經(jīng)是時代發(fā)展的必然趨勢。但是我國關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵磁控制技術(shù)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(jìn)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(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本概念，結(jié)合我國變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)際狀況，對勵磁控制技術(shù)進(jìn)行深入的分析，希望能夠更好的落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

關(guān)鍵詞 變速恒頻雙饋;風(fēng)力發(fā)電機(jī);勵磁控制技術(shù)

引言

能源是人們賴以生存的基礎(chǔ)，是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠?。但是我國的資源較為稀缺，并且隨著我國經(jīng)濟(jì)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?qū)δ茉催M(jìn)行合理的利用。相關(guān)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(fēng)能，對其進(jìn)行有效的利用，能夠在很大程度上對資源進(jìn)行有效的節(jié)約。

1 勵磁控制系統(tǒng)

若變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)不同，那么對發(fā)電機(jī)的要求也有所不同，為了對不同的要求進(jìn)行有效的滿足，工作人員還需實(shí)時監(jiān)測電網(wǎng)和雙饋發(fā)電機(jī)的相關(guān)電量和運(yùn)行狀態(tài)，從而有效的轉(zhuǎn)換變速恒頻控制、恒壓控制和運(yùn)行狀態(tài)這三個部分，并且發(fā)電機(jī)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(jī)的有功功率則和勵磁電流的頻率緊密相連，將風(fēng)力機(jī)變槳距和發(fā)電機(jī)勵磁二者進(jìn)行有效的結(jié)合，則能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效的控制[1]。

2 控制雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻

若想對雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻進(jìn)行有效的控制，工作人員還需以風(fēng)力轉(zhuǎn)速的變化為依據(jù)，來控制轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率，確保雙饋發(fā)電機(jī)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(zhuǎn)速傳感器和無轉(zhuǎn)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(jìn)行應(yīng)用。后者操作過程所涉及的內(nèi)容比較復(fù)雜，其困難程度也較難[2]。

3 對VSCF雙饋發(fā)電機(jī)進(jìn)行并網(wǎng)控制

在并網(wǎng)時對電網(wǎng)的沖擊程度隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量的增加也有所提高，這樣的沖擊會對電力系統(tǒng)產(chǎn)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(yán)重破壞發(fā)電機(jī)和機(jī)械部件的質(zhì)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(jī)組的日常運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。對于異步發(fā)電機(jī)典型參數(shù)而言，若出現(xiàn)臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時并網(wǎng)的現(xiàn)象，會對機(jī)組產(chǎn)生不利的影響。所以，必須對并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深入的探討，才能避免其對發(fā)電機(jī)產(chǎn)生不利的影響。

異步發(fā)電機(jī)在傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組較為常見，并網(wǎng)的出現(xiàn)條件則是其轉(zhuǎn)子方向和旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相同，并且感應(yīng)發(fā)電機(jī)輸出電壓的相序和電網(wǎng)相同。第二種則是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和同步轉(zhuǎn)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(fēng)力機(jī)，感應(yīng)發(fā)動機(jī)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(jī)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(shè)備的日常運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。在目前階段，軟并網(wǎng)是比較先進(jìn)的技術(shù)，其主要內(nèi)容是：當(dāng)發(fā)電機(jī)被風(fēng)力機(jī)帶到同步速周邊時，發(fā)電機(jī)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(nèi)，當(dāng)其結(jié)束后，還需切除雙向晶閘管[3]。

4 變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)所涉及的技術(shù)

在目前階段，變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量越來越大，智能化越來越高。一般情況下，風(fēng)電機(jī)組的工作環(huán)境十分的惡劣，諸多因素都會對其運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響，并且風(fēng)能比較隨機(jī)，時間不穩(wěn)定，導(dǎo)致工作人員很難有效地對風(fēng)能進(jìn)行控制。目前所采取的控制技術(shù)則是轉(zhuǎn)子勵磁控制技術(shù)，對其進(jìn)行深入的探究，則能達(dá)到控制風(fēng)能的目的。第一，建立系統(tǒng)的模型與仿真。變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所涉及的內(nèi)容十分復(fù)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(jié)合雙饋發(fā)電機(jī)不同情況下的工作情況，來對其進(jìn)行深入的研究。第二，合理的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子勵磁控制器并對其逆變技術(shù)進(jìn)行深入的研究。若要對發(fā)電機(jī)進(jìn)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(zhuǎn)子勵磁的變流器同樣有著嚴(yán)格的要求。在此過程中還存在許多問題未有效進(jìn)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(jìn)行深入的研究，從而達(dá)到勵磁控制發(fā)電機(jī)的目的[4]。

5 結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)

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

[2] 楊威.變速恒頻雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越能力的仿真分析[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2012.

[3] 金石.變速恒頻無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究[D].沈陽：沈陽工業(yè)大學(xué)，2011.

[4] 徐鳳星.雙饋型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制技術(shù)研究[D].長沙：湖南工業(yè)大學(xué)，2010.