关键词：带储能；双馈风力发电；控制策略
前言
能源问题关乎人类的生存与发展，是值得不断深入研究的问题，煤炭、石油等化石能源仍然是世界上最主要的能源，属于不可再生能源，随着不加节制的开采，其储存量不断减少，严峻的能源危机在不久的将来必将制约人类的发展。此外，化石燃料的燃烧，也会对环境造成危害。为此，新能源发电技术应运而生，而风力发电是除水能外，应用最广泛，也是最成熟的发电技术，越来越受到各国的青睐与重视。风力发电系统中的双馈风力发电系统是一种变速恒频型发电系统，它在恒频电网下，可以以一种高于或低于同步转速的在一个较宽范围内调节，以获取更多的能量。
1风力发电机概述
风力发电机是通过机械功带动转子旋转将风能转换为机械功最终输出交流电的电力设备。其主要有两种叶轮旋转轴：垂直轴和水平轴。水平轴具有比垂直轴更高的效率，因此通常采用水平轴的风力发电机。风力发电机根据其叶片的数目的不同可分为单叶式、双叶式、三叶式、多叶式，其中三叶式的风力发电机实际应用广泛。在实际应用中的比较常见的风力发电系统有恒速鼠笼型异步风力发电系统、变速恒频双馈感应风力发电机系统、无刷双馈风力发电系统、变速鼠笼型异步风力发电系统和永磁直驱型同步风力发电系统。风力发电机是将风能转换为机械功风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成。
2双馈风力发电机组概述
传统的风力发电系统多采用的是鼠笼式异步电机，但由于频率恒定，转速基本保持不变，因此利用率较低，功率因数也不高。现代风力发电一般要求变速恒频型，在恒频电网中，发电机转速可以根据风速变化而变化。风力发电系统中应用最广泛的是双馈变速风电系统。在风力发电机组中，慢速旋转的风轮与快速旋转的发电机转子通过齿轮轴相连。发电机的定子与电网相连，转子通过一个AC/DC/AC变频器实现并网。该发电系统抗干扰性能好，系统稳定性强，可以灵活控制有功功率、无功功率等，因此在大容量风力发电中得到广泛应用。
3双馈风力发电机组工作原理
变速风电机组通过风轮输入的风能转化为机械能，然后通过齿轮轴，把机械能传递到双馈发电机，发电机将机械能转化成电能输出到电网中。发电机与电网间通过两个变流器相连，一个是转子侧变换器AC/DC，转子侧变换器相当于在转子回路中串联一个电压向量，其作用是是对发电机进行励磁控制，可以实现对机组有功和无功功率解耦，使转子达到预期的转速。而电网侧的变换器DC/AC可以实现直流环节的有功功率和与电网间交换的有功功率的平衡，可以控制直流侧电压的稳定和交流侧功率因数。
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4储能在风力发电系统的控制概述
储能装置要和各个风力发电系统相互协作，补偿能量管理系统的协调控制工作，增加控制复杂管理系统统一性，减少控制复杂性难度，针对影响系统的动态相应，需要集中进行补偿模式处理。对于增加的储能装置要保证通过大功率变换器接入电力系统，增加整个系统成本管理。有效将储能装置接入到传统的双馈风力发电系统中，控制好转子的侧变化变换器模式，是想爱你对于双馈风力发电机的正常运行控制。通常双馈风力发电系统具有非常良好储能补偿功能，可以不断增加投资，有效提高风电单元运行可靠性和灵活性，是一种良好发电柔性系统结构。
5新型双馈风力发电系统功率控制策略分析
针对双馈式的感应发电机输出要提高功率，采用合理高频信号处理系统，将剩余的低频部分做好部分网点功率转换，保障系统运行合理性，提高双馈风力发电系统变换器的协调控制工作。优化控制好储能装置和电网交换功率认识，保障补偿功率机械发电机交换合理性，实现对于并网点的输出功率平滑期望值管理。通过GSC控制策略实现对于控制目标的管理，对于波动的双馈式的感应发电机要提高功率输出的补偿，在实际输出电网中，增加针对有功功率网点的补偿，提高功率指令管理，根据系统框架提高电网电压定向矢量控制，实现对于并网功率和无功功率解耦控制工作。
合理利用RSC控制策略，采用最大风能跟踪控制好定子端口有功功率指令值，实现风能最大转换利用效率，采用双馈式感应发电机提高磁场矢量控制策略管理，保障解耦控制高效性，最大风能控制好算法确定，优化无功功率指令运行，提高功率高校管理，保障电流控制器高校运行。端口的特性的流量流动关系分析中，要合理将双馈感应提高发电机变换器的整体考虑，利用新型系统提高针对双输入单输出系统管理，根据风力系统的机械功率实现对于储能提供一定功率补偿叠加，保障储能系统提供良好的风能跟踪，实现对于转差的功率认识，优化风能补偿功率，从能量的流动功率概念中优化针对网点输出功率表达。及时处理好双馈风力发电系统风速的机械功率波动，针对新型的风力发电习系统做好合理控制储能装置工作，及时交换功率传统网点波动补偿工作，优化并网点的平稳性。
针对仿真分析中，要做好及时双馈风力发电系统分析，在风速变化条件下稳定处理好功率输出工作，根据实际风速变化做好仿真处理，精确的描述风速的随机性和间歇性特点，优化基本风、阵风和随机风的风速情况，控制好阵风持续时间、渐变风持续时间和随机风表面的情况，控制好风力发电波动。并网点功率要根据给定发生阶段变化处理好公路跟踪情况，在系统指令功率情况下，做好准确根据实际功率分析，提高储能装置的风电系统仿真工作，处理好阶段变化功率问题。做好并网点公路每个阶段的变化实际情况功能处理，在实际功率变化中要能准确做好跟踪给定变化处理工作，满足功率调节响应要求管理，同时需要做好并网点的给定实际功率问题处理，在直流电压储能装置输出电流的波形中，做好合理功率调节，保持电压始终都可以在储能装置输出电流中，符合系统能量流动运行。
试验分析中要切实提高平台电动机和同轴连接的直流发电机控制工作，保障异步电动机双馈式感应发电良好运行，直流发电机工作中电动机的工作状态一般需要做好合理模拟，提高每个储能单元良好运行，保障直接和直流母线相互连接，根据统计数据分析有效控制风速变化导致电机速度变化问题。通过手动调节直流原动机转换，保障感应发电机良好运行和输出公路变化，优化带储能的双馈风力发电系统试验合理波形问题。
结束语
由于双馈风力发电系统组成运行复杂，其检修维护也是一项很繁琐的事情，需要维护人员不仅需要具备良好的电气专业知识，而且也要具备机械，计算机，各种传感器知识，需要在发生故障时，能快速找出故障点并且找到解决方法。这样不仅能降低公司的生产成本，而且还能为公司产生更大的效益。
参考文献：
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[2]卜树坡,程磊,刘昊.风电场功率控制策略的研究[J].电测与表，2016,53（14）：51-55.[2017-10-09].
[3]赵潞翔.双馈风力发电机组功率控制策略研究[D].北京：北京林业大学,2016.
论文作者:李翔
论文发表刊物:《中国电业》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/11
标签：功率论文; 系统论文; 风力发电论文; 变换器论文; 发电机论文; 电网论文; 转子论文; 《中国电业》2019年第16期论文;