摘要：随着我国经济的发展，我国电力行业的发展规模逐渐扩大，风力发电是我国重要的发电形式之一，其中小型风力发电系统具有成本低、占地面积小、控制方便等特点，现已引起了人们的广泛关注。并网逆变器是小型风力发电系统中的重要组成部分，两级并网逆变器的应用可以有效的提高小型风力发电系统的并网工作性能。基于此，本文首先阐述了风力发电的原理与系统组成，然后对小型风力发电并网逆变器控制策略进行探讨，希望为相关人士提供有价值的参考。
关键词：小型风力发电；并网逆变器；控制策略
我国电力能源短缺，风力发电站、光伏发电站的建立有效的缓解了这一现状。目前我国电力企业在风力发电系统中提倡建立小型分布式的发电系统，小型分布式的发电系统成本少、冲击性低、位置灵活等特点。并网逆变器是一种重要的电气设备，在一定程度上影响风力系统的安全性与稳定性，其中两级逆变器的算法简单、动态性能、谐波含量低，现已在小型风力发电系统中得到了广泛的应用。由此可见，对小型风力发电并网逆变器控制策略进行探讨具有重要的现实意义。
一、风力发电的原理与系统组成
风力发电主要的工作原理就是将风的动能转换为机械能，之后再由机械能转化为电能。风力发电主要是利用风力来带动风车叶片的转动，之后再运用提高速度的机械来增加叶片转动的速度，现阶段我国风力发电只需具有每秒三米的转速就可以进行发电。风力发电依赖于风力动车组，风力动车组主要为三部分组成，即风轮、发电机、铁塔，其中风轮为主要部分，风轮主要是由两只以上的叶轮组成，叶轮的形状主要为螺旋桨型，当桨叶在风力的作用下，就可以带动风轮的转动。通常情况下，风轮的转速较低，并且风力也在不停的改变，这就很难保证风轮转速的稳定性，所以通常要在发电机被带动之前，安装一个齿轮变速和调速机械，进而保证风力发电的稳定性能[1]。铁塔的重要作用是支撑风轮，是一种构架，在建设铁塔时，尽量将铁塔修建在较高的位置，使其获得较大的风力。发电机的主要作用就是保持风轮转速的稳定性。风力发电是一种清洁能源，对环境没有污染，并且风力发电产生的电能巨大。
二、小型风力发电并网逆变器控制策略
（一）小型风力发电并网逆变器的控制目标
针对前级而言，尤其是升压这一部分进行控制时候要实现3个目标，其一，经过整流之后其电流要完成功率因数相关规范的校正处理，这样有功功率在输出的时候可以实现倍增效果。其二，对BOOST进行稳定并给予升压处理后，其电压数值能够保障后续进行逆变工作的顺序进行。其三，对风力机的转速进行适当的调整，提升输入功率，在整个小型风力发电系中主要运用的是三环控制方式，对升压占空比进行有效控制。从后级的角度来讲，要实现系统中电压频率与纯正的正弦波相位相一致[2]。
（二）小型风力发电并网逆变器的控制过程
风力会影响小型风力发电机中所发出的电压，当所发出的电压值较小时，可以在整流环节中增加BOOST的升压部位，同时要在升压的过程中确保输出直流电压的稳定性，这样可以促进后级逆变工作的稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于在小型风力发电所输出的交流电压与电流不具有同步性，所以两者之间的相角相差较大，进而阻值有功功率表的正常输出，所以我国电力企业的工作人员要对发电机发出的电能进行功因系数的调整，进而确保电力系统的正常运行。在功因系数的调节上要满足以下两个要求，首先是对BOOST指定电流的直流电压进行校正，使该电压达到指定的要求。其次，需要使小型风力发电集中的输出电流正常化，简而言之就是指在直流电压稳定的情况下，保证电感指定导线中的电流与电压相同[3]。相关工作人员可以通过对给定电压参考值的控制来完成电压环的任务，进而确保直流母线电压的稳定性。由于所控制的定向是定值，所以可以利用IP控制器开进行跟踪，其中IP环节的时域方程为y（t）=kp[e（t）+1/t∫e（t）dt]，其中y（t）表示IP的控制输出，e（t）表示直流电压，kp表示比例系数[4]。
（三）滤波器的的控制应用
滤波器可以有效的改变小型电力发电机并网控制系统的电能质量，可以对输出电流的过分波动和浪涌冲击进行抑制，将开关动作中出现的高频电流成分进行调整，进而使逆变器电桥中电动势的输出与电网电动势进行有效的隔离，对整个全桥开关管进行保护。现阶段我国常用的滤波器主要有以下几种形式，即L型滤波器、LC型滤波器，LCL型滤波器，单L型滤波器广泛应用在小功率的应用场合中，这种滤波的结构较为简单，可以对纹波进行有效的抑制，但是这种高次谐波的衰减速度不能系统运行的要求，所以需要使用频率较高的开关对谐波电流进行有效的抑制。LC滤波器可以将开关频率周围的高次谐波进行消除，但是在小型发电机并网逆变器工作中容易受到电网电压的影响，这就使得滤波电容中的滤波作用无法得到充分的发挥，所以只能将LC滤波器尽看作为本地负载，对并网电流与基准电流中的相位造成影响，因此很少将这种滤波器用用在并网运行中。LCL滤波器可以将L滤波器与LC滤波器的优点进行有效的结合，LCL滤波器的波形质量较高，即使是在较小的电焊与较低的开关频率中也可以达到电流谐波的衰减需求，为了避免谐波对电力系统的正常运行造成影响，可以在电力系统中安装无缘阻尼，进而使LCL滤波器朝着科学化、精度高、功耗低的方向发展[5]。
结束语：
综上所述，小型风力发电并网逆变器对电力系统的正常运行具有至关重要的作用，工作人员应该引起重视，首先要对风力发电的原理与系统组成进行分析，然后对小型风力发电并网逆变器的控制目标、控制应用、滤波器的作用等控制策略进行探讨，进而为我国电力行业的发展奠定良好的基础。
参考文献：
[1]玄兆燕，马振宇，景会成，等.小型风力发电并网逆变器控制策略综述[J].电气传动，2017（9）：44-49.
[2]李康.小型并网风力发电变流器控制系统探究[J].山东工业技术，2017（1）：196-197.
[3]华东，宋新甫，李娟，等.基于超级电容-蓄电池混合储能的小型直驱风机综合控制策略及运行特性研究[J].水力发电，2017（11）：108-112.
[4]张纪杰.一种应用于城区低风速环境下的小型风力发电并网逆变系统[J].山东电力技术，2017（8）：13-18.
[5]黄敏敏.小型风光互补并网发电系统的研究与设计[D].浙江大学，2016.
论文作者:王月普
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
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