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摘要：在21世纪，风作为一种地球上的自然现象，逐渐受到人们的关注。随着科学技术的进步，风力发电的出现对全球经济的持续发展产生了一定的积极影响。同时，风能作为一种可再生能源，不仅取之不尽，而且取之不尽，其能量具有一定的清洁度。随着技术的日益成熟，风力涡轮机也得到了改进，其发展和应用前景较为广阔。因此，探讨和分析风力变流器的发展趋势具有一定的经济价值和现实意义。 文章针对小型并网风力发电变流器控制系统探究 进行了详细的阐述，内容仅供参考。
关键词：小型并网；风力发电；变流器控制；系统探究
1电流型逆变器在小型并网风力发电系统中应用的重要价值
小型风力涡轮机在没有燃料和对环境有害物质的情况下运行，具有很高的环境价值，是日益增长的绿色能源来源。但与小型离网风电系统相比，电网风力发电无需储能装置即可发电，具有节能、经济、环保的特点。与大型风力发电系统相比，小型风网发电也非常方便安装。同时还具有施工周期短、成本低、应用方便等优点。因此，它的发展和促进具有较高的经济和社会效益。因此，利用并网逆变器从小型风力发电机组输出电能并将其集成到低压电网中，是小型风力发电应用的重要研究方向。这引起了越来越多研究者的关注。但需要指出的是，电力电子转换器的拓扑结构和控制策略是小电网发电技术研究的难点。因此，发展低成本、实用高效的新型拓扑结构和控制策略，将对风力发电技术的发展产生深远的影响。
2小型风力发电逆变器并网控制策略特点及目标
2.1电流型逆变器的控制的特点
在小型并网风力发电系统中，电流变频器的控制研究是最困难的问题之一。通常是通过逆变器的控制来输出并网电流。因此，为了使系统单相电流源逆变器与网络连接，有必要结合输出功率来确定逆变器输出电流的幅度。直接检测电网电压的同步信号，将其作为变流器电流输出的跟踪信号。它不仅使系统能够快速输出电流，跟踪电网的电压信号，而且实现了相同的相位操作。然后实现单位功率因数输出，该控制策略原理简单，易于实现。
2.2电流型变流器并网控制的目标及要求
从目标的角度来看，小风力电网发电应控制逆变器的电网电流输出，使其成为一个质量高且非常稳定的正弦波，得到与电网电压相同的频率，然后达到电网单元功率因数操作。
从要求的角度看，在小型并网风力发电系统中，电流型变流器的并网控制应满足两方面的要求。首先，就控制原理而言，作为摄动动量，电网必须与并网逆变器的输出直接相连；其次，逆变器的输出电流应与电网电压频率相同。
3浅析风力发电变流器的关键技术以及发展趋势
3.1变流器控制技术
对于双馈和永磁直驱变速恒频风电系统而言，主要是对背靠背双PWM变流器加以此阿勇，其能量有着双向流动的特点。永磁同步电动机直接驱动系统主要是实现转速调节，实现转矩和电机励磁的解耦控制，进而保证发电机处于恒频传输状态。永磁直接传动变流器系统逐渐利用发电机边缘频率和振幅的交流能，逐渐成为功率频率的功率，往往需要风扇控制器的配合。系统正在实际运行。经常需要控制栅格侧逆变器，实现有源电力传输和无功功率补偿，进而实现栅格传输过程中存在相对稳定的功率，并尽可能选择合适的滤波器，以保证电能质量。
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3.2变流器散热技术
在变流器的冷却设计过程中，由于风电机组的实际工作状态往往处于相对恶劣的环境中，必然会受到各种自然环境因素的直接影响。同时，风电机组在实际工作中必然会有较高的热能水平。如何正确加热转炉已成为目前研究的热点之一。在实际散热设计过程中，变流器主要采用两种平面拓扑结构，同时采用三级结构设计，系统成本显著提高。转炉结构及其冷却系统尽可能提高了盐雾的腐蚀和湿度，并严格限制了其体积。在实际的大功率变流器中，主要是液体闭环散热与空气循环冷却相结合。这个方法被采用了。它被海水冷却。
3.3变流器顶层电气设计
电力发电变流器在实际的发展过程中，主要是对变流器拓扑形式、参数范围以及通信接口方式加以涵盖，就双馈型系统而言，变流器主要是对双PWM变流器加以采用，并对功率的双向流动加以保证。在对背靠背双PWM全控拓扑结构加以采用的前提下，它还确保了机器侧谐波电流的整体降低，并实现了电机的各种控制策略。同时，实时信息交换和能源管理的前提是有一个相对可靠和标准的通信模式。在变频器的实际通信系统设计过程中，通过信息技术的集成，并保证其通信方式具有一定的可靠性和快速性，最大限度地实现了系统的可靠保护。
4风力发电变流器发展趋势
4.1高频率密度、通用模块化设计
在风力发电机组容量增加的要求下，变流器的功率密度必须不断提高。基于未来近海风场环境的要求，风系统还必须具有较高的可靠性和维护方便性。因此，需要依靠大功率半导体器件和模块化设计方法。在目前的换流器中，igbt开关装置得到了广泛的应用，但在提高换流器容量的趋势下，必须不断提高功率水平。但是，该装置使用平面结构，必须通过上下冷却面传递，以传递其运行过程中产生的损耗。基于这种情况，也为设备的功率处理能力和设备体积的减小提供了相应的条件。这一模式设计包括8个IGCT单元、水冷回路以及吸收电路,在对其中IGCT任何一个单元取出的时候,均不需要对母排和水管超拆卸,同时在没有保险管的环境下,智能保护系统能够确保IGCT出现损害,也不会引起其他部件的损坏,可见其具有较高可靠性和可维护性。
4.2不断深入研究低压穿越问题
随着风力发电装机容量的不断扩大，低压穿越能力对电网的影响也不断加大。转换器也是这种需求的直接载体。因此，风力机是否能满足类似车轴的可靠性标准来发电也成为其变流器设计的主要目标。以确保当风力发电装置出现在严重电网时，低压交叉技术可以连续运行，同时为电网提供无功，控制和加强发电机组和变流器的设计是避免电压崩溃的必要措施。目前，从直接驱动风电产品及其国外应用的角度来看，为了满足低压过压和无功支持的新电网规则的需要，这些功能集成的产品已经在实践中得到了应用。可见，低压交叉和无功支持在现代大型风电机组中发挥着重要作用。我国的研究还有两个问题，一是尽快提出相应的正式标准，二是根据具体标准构建相应的测试平台。此外，在实现无功支持的过程中，如何实现对多风轮机无功功率的协调控制以获得更好的风场电压控制效果已成为研究的热点。变流器无功功率调节的控制目标一般是风电场接入点的电压电平控制。在接入变换器系统的帮助下，变换器可以快速控制电压，从而有效地实现自身的输出无功功能。
结束语
随着风力发电技术的飞速发展，单机的容量越来越大，这就要求与之配套的换流器必须具有高可靠性、高功率密度和优良的控制性能。目前，相关产品的技术多由国外大公司垄断。虽然近年来国内风电变流器开始快速发展，但与国外发展的先进技术进行了比较。在智能、标准化、可伸缩性、功能完整性和技术成熟度方面仍然存在巨大差距。进一步深入研究大容量变流器的关键技术和独特问题，促进国内大功率变流器的研发、试验和生产，促进自主创新，提高国内转炉的技术水平和设备制造的国际竞争力具有十分重要的意义。
参考文献：
[1]王瑞.小型风力发电变流器控制系统[D].山东建筑大学,2017.
[2]喻莉.小型风力发电并网系统变流器的控制研究[D].合肥工业大学,2018.
论文作者:张涛
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/29
标签：变流器论文; 风力发电论文; 电网论文; 逆变器论文; 系统论文; 电流论文; 功率论文; 《防护工程》2019年第4期论文;