永磁同步发电机风力直驱发电高效储能与变送系统

摘要

新能源的应用是近几年来重点发展的方向,它较传统能源有着不可比拟的优势,而风能又是新能源中利用较早,利用率较高,应用广泛的能源。风电系统就是利用风能转化为电能,为用户供电。风力发电系统主要分为三部分:风力发电机组,功率变送装置,控制装置。
　　 本设计拟采用定浆距式风力发电机组,对此针对不同风速,通过对比风力发电机组在欠调速情况、过调速情况和最佳调速情况下的功率调节特性,指出过调速存在的问题:受风机额定转速限制,在还没有达到额定风速时就过早退出功率追踪调速控制阶段而进入限速恒功率控制阶段,使风能利用效率低于欠调速情况,更低于最佳调速情况。在此研究结果基础上文章按追踪捕获最大风能为控制目标,以调节制动回路电流为调速手段,重点研究了调速器的控制策略。
　　 针对目前储能设备常使用的蓄电池,并对各种充电方法进行比较,给出了更适合蓄电池的恒压限流充电方法,延长了蓄电池的使用寿命。详细给出了蓄电池充电PWM调制脉冲、制动电流PWM调制脉冲在每个调制周期占空比的调节算法,并进行了风力永磁同步发电机组调速与铅酸蓄电池电能存储协调控制的程控设计。通过实验验证了本文提出的调速方法能有效追踪风能最大转换功率,可实现风能的高效转换和电能有效存储。
　　 处于放电工作状态的铅酸蓄电池电压为12V,经过升压斩波器后输入全桥逆变电路,冉通过隔离开压变压器从而得到需要工频220v交流电。在供电过程中随着蓄电池电量的逐渐减少,其电压也逐渐降低,将影响到交流输出电压幅值的变化。为此控制器设计要能对逆变桥的驱功控制以及稳压控制两方面,使交流输出满足用户负荷对交流电品质的要求。