摘要：文章前半部分主要分析了变速同步系统的原理，从对机械齿轮的运行调节效果对其优势进行了探讨，然后分析了双馈感应式风电系统中的转子工作原理，为其优势进行了说明，最后对永磁直驱式风电系统的磁场产生等多方面内容进行了探讨，解释其优势的来源。文章后半部分对三种风电系统的劣势进行了讨论，从原理上分析了不同技术中存在的问题对其应用造成的劣势，在风电系统建设的过程中具有一定的参考意义。
关键词：风力发电；系统；比较
前言
变速同步系统、双馈感应式风电系统以及永磁直驱式风电系统是较为常见的几种风电系统，不同的风电系统有自己的特点，但最终都具有风电系统的特性。所有风电系统基本都适用于各个环境，只是根据当地气候条件问题规模不同，但是对于风电系统之间的关系而言，不同技术风电系统的特性不同，有的风电系统注重对机械构造的控制，有的重视电磁感应这些因素在相应的环境下会对电力系统产生一定的影响，结合相应的具体情况采用针对性技术手段是进行风力发电的基本原则。
1原理及优势
1.1变速同步系统的工作原理及优势
变速同步系统主要对风电系统内部的同步运行效果进行改进控制。控制对象主要是风电系统中负责能量传输工作的机械齿轮，在普通的机械式电力生产系统中，所运用的齿轮规格存在着不同，一般齿轮的角速度相同，但是在线速度方面由于齿轮半径不同，容易出现差异，在风电系统中，线速度是决定风电生产效率的主要因素。同时，部分齿轮之间还可能由于相应的规格问题出现碰撞损坏的现象。造成齿轮碰撞损坏的主要原因还是由于机械控制能力较差，在进行运行的过程中，仅仅依靠一个齿轮带动其他齿轮进行运转，而第一个齿轮与另外的齿轮进行接触时，便需要为其提供较大的力供其转动，机械设备规模越大，机械齿轮数量越多，需要齿轮的力越大，而风力是有限的，通过一个齿轮带动机械运转需要耗费大量的时间启动。而变速同步系统则可以通过设计多个节点解决这一问题。在不同的节点处同步启动机械系统，能够减轻主要风力收集系统的压力，节点处通过相应的风力收集工作能够实现同步启动，不同节点的齿轮共同进行动力传输，能够提高风电系统的运行效果。
1.2双馈感应式风电系统的工作原理及优势
双馈感应式风电系统的工作原理相较于其他风电系统具有较为明显的区别，主要是由于影响双馈感应式风电系统的因素较多，双馈感应式风电系统具有的较为突出的特点是其调节能力较强。普通风电系统的组成中，在机械齿轮最终部位，需要与相应的发电机相连接，发电机是风电系统工作的核心，而大部分风电系统的发电机使用中都存在着一定的技术问题，主要是对发电机转子控制能力较差，风力状况影响着转子的运行效率，风力强时转子转速快，而风力较弱时，转子又缺乏相应的能量进行转动生电，使得电力系统电力属性不稳定，容易对输送电力的设备造成损坏，使用风电感应式风电系统，能够实现对转子速率的统计，在完成基本的电力数据统计工作后，双馈感应式风电系统会对电力系统进行控制改进，如果电力水平过高，可以改变电力的直流和交流属性将其储存在电力系统中的电容器中，当转子速率过低时，再次改变电力系统的电力属性，使得电容器中的电力能够释放出来，保障电力系统的供电能力。双馈感应式风电系统在运行时，不仅仅能够通过对转子进行监控实现对发电工作的反馈。还可以通过相应的感应设备对电网进行反馈控制，感应设备网袜具有一定的定位信息，在进行管理控制的系统中具有一定的信息记录，在进行管理时通过地理信息技术对其覆盖范围进行记录，方便对用电信息进行收集，在进行经济方面的经营时，能够具有针对性，保障电力系统的经济效益。同时通过感应设备能够了解风电系统的主要服务对象区域范围，在进行风力系统节点设计时，能够选择较为合适的地点，当服务对象出现问题时，可以及时前往维护。
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1.3永磁直驱式风电系统的工作原理及优势
永磁直驱式风电系统与其他电力系统相比，机械化水平较低，采用的是较为先进的电磁效应技术，在进行管控时，主要针对可变式磁极进行管理，磁极部分时发电机的主要工作部分，在进行管理时，可以根据风力大小，利用相应的管控软件，自行对可变式磁极的磁力进行管理，通过调节磁极便可以实现对发电机的管控，在进行程序设计时可以直接对程序进行优化，使得电力生产的属性满足转换系统负荷阈值，无需投入大量的资金对风能进行转换。同时采用永磁驱动方式能够将风能转化为其他形式的能进行存储应用，使得电磁较为稳定的供应创造电力，永磁直驱式风电系统的电压供应也较为稳定，对于硬件设备要求并不是很高，具有较大的实用价值。
2.劣势及技术比较
2.1.变速同步系统的劣势
变速同步系统虽然能够提高风电系统的同步性，进而提高风电系统的整体运营效率，但是在进行变速同步系统使用时，由于系统的工作特性，使其在与其他系统相比时也存在着一定的劣势。首先便是系统的运转与齿轮组息息相关，在进行运行的过程中，齿轮之间经过长时间的摩擦会出现磨损的现象。部分齿轮口无法进行有效的对接，使得大量的能量会在传输的过程中被损耗。因此各个节点都需要设计在风力较为充足的区域，但是要保障电力传输的效率，各个节点之间需要有一定的距离，这便对区域环境要求较高，只能够在较为广阔的平原环境下或者海洋周围进行使用，同时在进行节点设计时，需要应用的设备数量也较多，因此导致变速同步系统的使用成本较高，一般只在风力较强的地区适用。
2.2.双馈感应式风电系统的劣势
双馈感应式风电系统其特点是相较于其他风电系统技术而言，对于电力系统的信息收集能力较高，而且监察的范围较广。但是在这两个方面，其应用的技术水平尚不完善。在信息收集方面，收集到的信息缺乏必要的关联性，在进行调用的过程中，自动化水平会受到影响。同时电网部分信息收集的过程中，会受到电力系统自身电力传输过程中产生的磁场的影响，电网距离计算机节点较远，会出现信息损毁的现象，无法实现对相应范围内电力的监控，对于发电机的调节工作会受到影响。要解决其中存在的问题需要针对造成问题的原因进行处理，信息传递过程中主要是磁场对信息会产生影响，可以通过对传输设备进行防磁处理，能够提高信息的质量，或者采用光学信息传输方式进行信息传输，还能够提高传输效率。
2.3.永磁直驱式风电系统的劣势
永磁直驱式风电系统其电磁特性使其拥有较高的控制效率，但是同时其可变式电磁场的存在可能会对周围区域产生一定的影响，对于人们的日常生活而言，永磁直驱式风电系统的磁场变动过大，可能会导致周围人们的信息处理工作受到影响，主要影响通讯工作的进行。不能够在人口众多的市中心进行建设。另外，磁场强度较大的永磁直驱式风电系统，可能会对周围的生态环境造成影响，影响当地生物的正常生活习性。因此在进行这种系统使用时，仅仅局限于我国人口较为稀少的高原地区。而且这种设备没有相应的机械设备进行辅助工作，一旦周围出现较强的磁场对其产生干扰，将会影响风电系统的运转速率，造成供电事故。
结语
对不同风电系统的优劣性进行比较，有助于在进行风电系统设计时，采用合适的技术，提高系统的可靠性和实用性。
参考文献：
[1]周小壮，王孝洪，HOANG THI THU GIANG.永磁同步风力发电系统的分数阶比例积分控制算法研究[J].电机与控制应用. 2017（07）
[2]风力发电系统及其功率控制研究[J]. 吴军，胡晓光，周颖. 农业科技与装备. 2017（07）
论文作者:郑良凯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：系统论文; 风电论文; 永磁论文; 齿轮论文; 风力论文; 转子论文; 电力论文; 《基层建设》2019年第14期论文;