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双馈风电系统控制策略及测试研究
双馈风电系统控制策略及测试研究
引言：
随着能源危机的日益加剧以及环境问题的日益突出，风电作为代表新能源形式的一种电力源愈发受到人们的关注与关心。而随着技术的不断发展以及风电装置的不断普及，风电系统的控制策略被提出并且得到了广泛的应用。本文以双馈风电系统为研究对象，着重分析了其控制策略及测试研究，并且对其未来的发展进行了展望。
一、双馈风电系统概述
双馈风电系统是指直流励磁的异步发电机与变频器直接耦合，主回路的变电器功率为数千千瓦。在电力系统中，这种风电系统已经成为了一种广泛应用的风力发电方案。双馈风电系统的原理图如图1所示。
图1双馈风电系统示意图
二、双馈风电系统控制策略
2.1双馈发电机调速控制
双馈风电系统中的双馈异步发电机需要通过调速控制来实现稳定运行。要实现调速控制，需要定义速度反馈环，使用PID控制器设计控制策略。在这种控制策略中，速度传感器是必不可少的。由于风电系统运行环境的恶劣性质，传感器可能会失效。因此，设计了一种“模型参考自适应控制”的控制策略，可以使用切负载测试得到的发电机状态参数估算机来达到启动和调速的目的。
2.2变频器控制策略
在双馈风电系统中，变频器是实现旋转转子电场实现电力转换的关键点。因此，变频器控制策略是一个重要的研究领域。变频器控制主要应用于调节叶片的转速，以使叶片得以对风向作出快速适应性调节。随着风电系统的不断发展，变频器控制策略也不断的进行完善，现在主要有以下三种：
2.2.1基于功率最大化控制策略
此种策略是根据风能利用原理而提出的。它的主要思想是：并非测量风速，而是检测输出功率的大小，并尝试在输出功率达到最大值时调整变频器的输出频率和电压。
2.2.2基于电网电压控制策略
此种策略是以维持发电机与电网的电压稳定为目标的。在此策略下，应力电压与电网电压的偏差控制变频器的输出频率和电压。
2.2.3均衡控制策略
此种策略主要是为了减小风能控制的实现难度，降低变速风电机组对叶片的压力波动。在此策略下，变频器的输出频率是以叶片圆周位置的变化为基础的。
三、双馈风电系统测试研究
3.1初步测试
在进行测试前，我们需要定义测试的目的和测试的指标。针对双馈风电系统而言，需要测试的指标主要有输出功率、转速和风速等。风速可以通过检测的是向下欠换热带带宽的动态来进行粗略的测量。转速可以通过开关电磁式旋转传感器来进行测量，而转速信息可以通过变频器来传递。对于输出功率，可以使用功率计进行测量。
3.2测试的优化
在进行实际测试之前，必须完全确定所有测试参数，并且必须对测试参数中发生变化的因素进行测试。
3.2.1变风速试验
此种测试是双馈风电系统的动态测试。在此测试中，风速和转子转速都是随时间而变化的。此测试可以用于找出系统的控制响应速度，甚至可以用于评估对风速风向突变的鲁棒性等方面。
3.2.2负荷试验
在实际运行中，双馈风电系统可能会受到各种不同类型的负荷的影响。在此测试中，需要对系统进行多种类型的负荷测试，以便检查系统的鲁棒性。
四、未来展望
随着科学技术的不断发展，双馈风电系统的控制策略也会不断地得到进一步的提高和完善。对双馈风电系统的研究将可以在未来确保风胀发电系统的可靠性，提高其运行效率以及在风电系统领域的应用水平。
结论
本文主要对双馈风电系统的控制策略和测试研究进行了分析和总结。由于风电系统的特殊性质，所以需要对其进行深入研究和测试，以便更好的发展和应用。值得注意的是，在未来的研究中，随着科学技术的进步，新的测试方法和控制策略将会不断涌现，因此我们需要对风电系统进行长期的跟踪研究，以便了解最新的进展并及时对其进行更新和优化。