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现代电力电子技术浅探 电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。 一、电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1、整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 2、逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。 3、变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。 二、电力电子技术的应用 1、一般工业 工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。 2、交通运输 电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。 3、电力系统 电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。 在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。 4、电子装置用电源 各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。 5、家用电器 照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。 6、其他 不间断电源（UPS）在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广，其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。 总之，电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于风力发电变流系统仿真及逆变器的单神经元控制-优秀毕业论文可复制的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：风力发电变流系统仿真及逆变器的单神经元控制-优秀毕业论文可复制 北京交通大学硕士学位论文风力发电变流系统仿真及逆变器的单神经元控制姓名:张宇星申请学位级别:硕士专业:电工理论与新技术指导教师:梁晖中文摘要风能是一种清洁可再生能源,风力发电对解决全球能源危机和环境污染问题有重要作用。在广泛了解了风电系统的基础上,本文以“MW级风力发电机组电控系统研制’’为谍题背景,对该风力发电变流系统进行了建模仿真,同时研究了变流系统中逆变器的单神经元控制。论文首先概述了风电发展现状,介绍了风力发电技术两大发展趋势:大功率直驱化和双馈。本课题背景项遐采用的就是大功率直驱结构——永磁圈步电机加交直交交流系统的结构模式。其次,针对本文的研究背景,介绍了直驱型风力发电逆变器系统的主电路整体结构。随后详细分析了该拓扑结构的控制策略和工作原理。针对主电路数学模型,本文由整流、轿波、逆变和三个环节出发,完成整个交流系统的仿真。本文给出了部分仿真电路、圭要仿真参数及仿真波形,并对仿真结果进行了简要的分析。在变流系统中,逆变部分是重要的环节。为了获得高性能的逆变器,本文从传统PID出发,提出了单神经嚣窘(来源：淘豆网[/p-.html])适应PID控制器,并介缨了其学习算法,同时提也了几种改进的学习算法,并将三相电压型逆交器空间矢量控制与单神经元PID控制相结合,提出了本文的逆变器控制方案。在基于TMS320LF2812在实验系统中,实现了单神经元控制的矢量控制和传统PID控制的矢量控制。通过对实验结果的对吃和分析,表甓使用单神经元控制的矢量控制的逆变器不但具有较好的工作性能同时,而且有一定的自适应能力,在大功率风力发电变流系统逆变器的控制应用中有一定的可行性。关键词:风力发电;逆变器;空间矢量控制#单神经元Abst ractWind energy due to its clean and renewable character has developed rapidly inrecent years and rarlks as one of the most promising renewable energy resource。髓isdissertation is a part of the project of dev(来源：淘豆网[/p-.html])eloping MW-level Wind Energy ConversionSystem which is a key 863 program.It is mainly about the wind energy conversionsystem谢m a rated output of 1.2MW which applied to the variable speed constantfrequency wind energy system OfSCF)。The focus is on the simulation of windgeneration converter system and single neuron control of inverter.低s paper first generally describes the wind energy conversion systems,andintroduces the developing status and the tec(来源：淘豆网[/p-.html])hnological development trend of诚稚power both in China and abroad.Nowadays high-level power direct—drive andgear-drive are the two main wind power generation technology.It utilizes theAC-DC-AC conversion configuration to deliver the high-level power energy frompermanent- generators to the gnd,the power rating is 1.2MW.The absence ofgearbox and less maintenance required makes this constitution having more developingforefront.The simulations mainly con(来源：淘豆网[/p-.html])sist of the rectifier,the boost converter and theinverter.The thesis presents 80me of the simulation circuits,important circuitparameters and does some necessary analysis.Single neuron is a novel intelligent control strategy.Its basic character is that it canperform not relying on the math model of the object controlled.The structure of singleneuron is simply and it has the characterof self-studying ofN N.So it can be applied tothe electric drive s(来源：淘豆网[/p-.html])ystem.ne model of electric drive system iS known for US,SO weneedn't throw away the primary control way.The efective way is to add the means ofIntelligent Control in the primary control way SO as to improve the dynamic characterand robustness of control system.Tllis paper presents a novel single neuron controllerbased on DSP T]MS320F28 l 2.It solves the conflicts of speediness and the stabilizationin the traditional PI controller.It has a stron(来源：淘豆网[/p-.html])ger robustness of the disturbance of load.Experimental results also prove that conclusion.KEYWORDS:WISSingle ne獬on学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交逶大学可以将学位论文豹全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密矮适用本授权说明)学位论文作者签名: 导师签名:签字Et期: 年月 Et 签字日期: 年月 Et独创性声明本人声明所星交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其谴人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构(来源：淘豆网[/p-.html])的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名: 签字日期: 年月目61致谢本文是在导师梁晖副教授的悉心指导下完成的。在攻读硕士学位的三年里,梁老师无论在未来发展规划、学习研究还是在生活上都给予了我无微不至的关怀与帮助。麸论文的选题立意与翻己今后发展方向的结合、控制方法的理论分析、实验调试,一直到最后论文的修改,梁老师都给了我极大的指导。我所取得的每一分进步,都浸透着导师的心血和汗水。梁老师严谨的作风、正直的为人、宽广的胸怀、丰富的专业知识和实践经验也将对我未来的发展产生深远的影响,并使我终身受益。在临近毕业之际,特向梁老师表示最诚挚的敬意和感谢!在此还有必须要感谢的人,在实验室的理论学习、科学研究期间,实验室师姐杨传伟、师兄朱宁和黄庆新对我的学习和生活给予了很大的帮助。刘纯金同学帮助我避李亍了大量的实验和仿真验证,并在一起多次讨论使笔者获益嚣浅,殷振环同学在仿真方面的帮助也使笔者获益良多,在此向他们表示由衷的感谢(来源：淘豆网[/p-.html]);同时在实验和撰写论文过程中还得到了唐挺、苏晓东、安小丹等同学的帮助,在此向他们表示感谢。另外也感谢家人,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。j毛东交通大硕士论文绪论1.1论文选题背景.1绪论能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧追问题。传统能源以煤、石油、天然气为主,它不仅资源有限,而且造成了严重的大气污染。从全球能源消耗来看,约87%的能源来自化程燃料(包括煤炭、石油和天然气),6%来自核电,其余的7%来自可褥生能源(主要是水电和风力发电)。随着入口的增长和经济的发展,能源将供不应求,如果不尽早调整以化石能源为主的能源结构,势必形成对化石燃料的更大规模的开采与消耗,从而导致有限化石资源的枯竭。根据经济学家和科学家的普遍估计,到本世纪中叶,也即2050年左右,石油资源将会开采殆尽,其价格升到很高,不适于大众化普及应用的时候,如采新的能源体系尚未建立,能源危机将席卷全球,尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态,英过于工业大幅度萎缩,或甚至因为抢占剩余的石油(来源：淘豆网[/p-.html])资源丽引发战争。另外,不断增长的髓源消耗所造成的环境污染和安全问题已经成为社会发展的突出矛盾。化石燃料的燃烧除了煤炭产生的烟尘之外,还会释放许多有害气体。例如,我国燃煤释放的SOs占全国总排放量的85%,C02占85%,NOx占60%,烟尘占70%。开发新的可蒋生能源,利用新能源发电,特别是风力发电日趋受到世界各国的普遍重视。到20世纪末,风能已成为一种最重要的可再生能源。风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大,全球的风能约为2.74xlOgMW,其中可利用的风能为2x107MW,比地球上可开发剩用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广,仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。随着全球经济的发展,风麓市场也迅速发展莛来。近5年来,世界风麓市场每年都以40%的速度增长.1997年全世界风电装机容量只有7000兆瓦,2007年已有9万兆瓦,这一数字到2010年将是16万兆瓦。预计未来20.25年内,世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展(来源：淘豆网[/p-.html]),风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。“十五”期间,中国的并网风电得到迅速发展。截至2006年6月全国风电装机总容量达到126万千瓦,位居世界第10位,溉洲第三位,成为继欧洲、美国和印度之螽发展风力发电的主要市场之一。2006年,中国风电累计装机容量已经达到260万千瓦,当年新增装机容量为北京交通大硕士论文绪论133万千瓦,同比增长166%。预计除了西藏、云南、新疆等5个省区外,国内其余翁个省区的风能资源还有32亿千瓦装机容量可供开发。其中,内蒙古自治区可供开发的风能资源占到了26个省区的一半,达14.6亿千瓦。估计未来风电机组的需求仍将高速增长,预计年分别可以达到361万千瓦、505万予瓦和657万千瓦,同比分别增长50%、40%和30%,三年复合增长率达到40%。风电发展到目前阶段,其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电的优势在于:能力每增加一倍,成本就下降15%,近几年世界风电增长一壹保持在30%以上。随着中阕风电装机的匿产佬和发电的规模化,风电成本可望褥降。由于风力发电已达到的经济效益和社会效益和可预见的良好前景,风力发电技术的发展受到日益的高度重视。1.2风力发电技术的研究与发展自扶20世纪80年代现代并瓣风力发电祝组阀世以来,随着桨叶空气动力学、计算机技术、控制技术、发电机技术和新材料的发展,风力发电技术的发展极为迅速,单机容量从最初的数十千瓦级发展到最近进入风电场的兆瓦级机组;功率控制方式从定桨距失速控制向全桨叶变距和变速控制发展;运行可靠性从20世纪80年代初的50%,提高到98%以上,并且在风电场运行的风力发电祝组全部可以实现集中控制和远程控制。风电场发展空间更加广阔,从内陆移到海上。发达国家在风能的开发利用方面已取得了惊人的成就,形成了一个规模巨大的风力机工业。专家预测,到2010年,全世界风力发电机组装机容量将突破IOOGW。风力发电技术向着增大单机容量、减轻单位体积的重量、提高效率的方向发展。以单机容量为例,上世纪80年代初,商品化风电机组的单机容量以55kW为主,80年代中期到90年代初发展到以100’450kW为主,90年代中后期以500kW’1MW为主。墨前,大中型机组并网发电,已成为风能利用的主要形式。为降低单位千瓦造价,节省风电场使用面积,加快风电场建设速度,提高风电的经济效益,许多风电厂商致力于提高单机容量,制造出大容量的商品机组。搬据本世纪中叶我国国民经济达到中等发达国家水平麴露标,我隧的发电能力应达到人均lkW,即15亿kW。为了实现这一目标,专家们认为我国风力发电装机容量至少应达到l亿kw。如果按照这~发展目标估算,在今后50年中,我医风力机工业及其相关产业将有7000亿产值的市场潜力,平均每年140亿,可望成为我国2l世纪经济与社会效益都十分显著的薪兴产业。我国风力发电事业在近二十年来取得了较大进展。小型风力发电机组的生产能力、保有量和年产2北京交通大硕士论文绪论量都羼世界第一。大型风力发电机组的建设也取得重大进展,国产风力发电机组的开发也取得了一定的成果。国内可以制造大型风力发毫机组的主要部件,如桨叶、发电机、齿轮箱、机舱、主轴、塔筒、偏航系统、液压系统等,为我国大型风力发电机组的国产化奠定了基础。但是,由于在目前技术条件下风电与火电、水电相比从造价、电能质量、设备制造和控制技术等领域存在劣势,使得风电领域的理论和应用研究工作与西方发达国家存在很大差距。圜内对大型风力发电技术的各项研究还十分薄弱,风力发电机组的大型化、变桨距控制技术、主动失速控制技术、无齿轮箱风力机直驱发电机技术、变速恒频运行等先进风力发电技术还远未解决,致使我国大型风力发电机组几乎全部为国外进口产品。这样不仅耗费大量外汇,风力发电机组的后期维护也受制他人。因此,深入研究风力发电的各项技术对于持久开发风能和实现大型先进风力发电机组国产化具有重要意义。风力发电技术是涉及空气动力学、自动控割、枧械传动、电机学、力学、材料学等多学科的综合性高技术系统工程。目前在风能发电领域,研究难点和热点集中在风电机组大型化、风力发电机组的先进控制策略和优化技术等方面。控制技术是风力发电枧组安全高效运行的关键技术。这是因为(王)自然风速的大小和方向随着大气的气温、气压、湿度、太阳及月亮的活动和风电场地形地貌等因素的不同而不同,是随机和不可控的,这样作用在风力机桨叶上的风能也是随机的和不可控的。(2)风能的能量密度相对较低,为了尽可能多的捕获风能,大型风力发电机组的叶片直径大约在60re“lOOm之闻,使得风轮具有较大的转动惯量。(3)风力发电机组的并网和脱网、输入功率的优化和限制、风轮的主动对风以及运行过程中故障的检测和保护都必须能够自动控制。(4)风力资源丰富的地区通常在海秘翻边远地区甚至海上,环境较为恶劣,分散布置的风力发电机组通常要求能够无入值班运行和远程监控,这就对风力发电机组的控制系统可靠性提出了很高的要求。因此,深入研究风能发电的控制技术和控制系统对于风力发电机组优化运行、风力发电核心技术的开发和创新以及实现风力机晶牌国产化具有重要意义。80年代初在风电市场上销售的第至代风电机组,其转予直径为圭0一l差米,单机发电容量只有22-30千瓦。为了节省风电场占地面积,提高风电的经济效益,各国不断提高风力发电机组的单机容量。到90年代中期,风电机组叶片直径长达50米,单机容量增加到500-1000千瓦。大中型机组并网发电,已成为世界风能利用的主要形式。为降低单位千瓦造价,节省风电场使用面积,加快风电场建设速度,提高风电的经济效益,不少国家和公司相继提高单机容量,制造出风轮直径大予40m的商品机组。这些机型投向市场,标志着商品机组正在囱大型化发展。目前,欧洲市场的风电机组,单机容量达千瓦,成为现在可以系列生产的最大风电机组。3北京交通大硕士论文绪论功率调节是风力机的技术关键之一,现在主要有两类功率调节方式:一类是定桨距失速控制,另一类是变桨距控制。现在两种功率调节方案在技术上都比过去有很大改进,因而都是有效、实用的。随着单机容量的进~步增大和技术上更加成熟与完善,控制方式从单一的定桨距矢量控制向全桨叶变距和变速控制发展。风力发电机组可以分为两大类,恒速恒频,变速恒频。风力发电褫与电网并联运行时,要求风电的频率保持恒定为电网频率。恒速恒频指在风力发电中,控制发电机转速不变,从而得到频率恒定的电能;变速恒频指发电机的转速随风速变化,通过其他方法来得到恒频电能。目前变速恒频风电技术旦趋成熟并走向商业化。变速恒频发电系统是20世纪70年代中期以后逐渐发展起来的一种新型风力发电系统,其主要优点在于风轮以变速运行,可以在很宽的风速范围内保持近乎恒定麴最佳时尖速毖,放丽提高了风力枫的运行效率,从鼹中获取的麓量可以魄恒速风力机高得多。此外,这种风力机在结构上和实用中还有很多的优越性。利用电力电子学是实现变速运行最佳化的最好方法之一,照然与恒速恒频系统相比可能使风电转换装置的电气部分变得较为复杂和昂贵,僵电气部分的成本在中、大型风力发电机组中所占比例不大,因而发展中、大型变速恒频风电机组受到很多囡家的重视。变速恒频允许风轮机根据风速的变化丽以不同的转速旋转。变速恒频风力发电系统与恒速恒频风力发电系统相吃有以下优点:重。减少机械应力。阵风能量可以被风轮机的转动惯量吸收。这种具有“弹性&的吸收方式减少了力矩的脉冲幅值。2.较简单的桨矩控制。通过调节风力发电机的转速,可以使得对桨矩的控制时闻常数延长,降低了桨矩控制的复杂性和峰值功率的要求。3.提高了系统的风能利翔率。转速可以在较大范围内变化,通过对最佳叶尖速比的跟踪,使风力发电机组在可发电风速下均可获得最佳的功率输出。变速恒频风电系统的一个重要优点是可以使风力机在很大风速范围内按最佳效率运行。从风力机的运行原理可知,这就娶求风力祝的转速正比于风速变纯并保持一个恒定的最佳叶尖速比,从而使风力机的风能利用系数乙,保持最大值不变,风力发电机组输出最大的功率。因此,对变速恒频风力发电系统的要求,除了能够稳定可靠地并嬲运行之外,最重要静一点就是要实现最大功率输出控制。舀前国际上有多种方案实现变速恒频风力发电。如交一直~交系统、磁场调制发电机系统、交流励磁双馈发电机系统、无刷双馈发电机系统、爪极式发电机系统、开关磁阻发电机系统等,这些变速恒频发电系统有的是发电机与电力电子装置相结合实现变速恒频的,有的是通过改造发电机本身结构而实现变速恒频的。这攮系统都有自已的特点,可以适用于不同场合。而当今变速恒频风力发电系统4播放器加载中，请稍候...
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