风力发电及其控制技术新进展

摘要

随着石化能源的日益枯竭，风能资源因具有储存量巨大、可再生、分布广泛、无污染等特点，已成为各国争相发展的新兴能源。本文阐述了风力发电技术态势，即单机容量大型化，陆上风机向海上风机发展，定桨矩向变桨、变速恒频发展，有齿轮箱向无齿轮箱(直驱式)发展，结构设计向紧凑、柔性、轻盈化、高可靠性发展，以及风电场远程监控及无线网络技术应用；论述了风力发电系统结构，如定速风力发电系统、变速风力发电系统原理及特点；列举了风电机组状态监测系统、测量参数，以及系统构成及实施功能；介绍了风电机组功率控制策略，以及风力机变桨距控制、偏航控制、风力发电机控制原理及技术特点；提出了风电机组低电压穿越技术措施，如转子旁路保护电路、转子旁路加定子侧电力电子开关的组合电路、改进变换器控制算法、定子侧有源保护电路等；最后，针对多端电压源换流器高压直流输电用于风电场并网，分析结果表明双馈风电机组等效模型能够正常稳定工作，在逆变侧发生故障时能较快恢复，且控制效果明显。