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电力电子技术在风力发电中的应用

2014-05-07 09:37来源:中国电力电子产业网关键词:风力发电储能电力电子技术收藏点赞

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五、控制技术

风能是一类清洁无污染的可再生能源,是目前最具大规模开发利用前景的能源。但由于风能本身存在随机性、间歇性的特点,发电质量受风速、风向变化和外界干扰的影响很大,而且,风力发电机组通常设在风能丰富的地区,如边远地区,海岛甚至海上, 要求能够无人值班运行和远程监控,这对发电机组的控制系统可靠性要求很高。所以,控制技术是风力发电的最关键技术之一。

1.最优控制

最优控制是寻求使得动态系统的性能指标达到最优的控制,是现代控制理论的一个重要组成部分。风力发电系统所应用的控制方法中,最优控制技术应用最早,相对比较成熟。但由于风力发电系统的本质非线性,自然风风速和风向的随机性以及风机的尾流效应,不确定因素很多,而最优控制的实现必须有一个精确数学模型为控制器设计基础,这对风力发电系统未免要求过高,将最优控制策略与其它控制方法,如与模糊逻辑控制、 鲁棒控制方法结合起来的混合控制技术,可有效解决风力发电系统的各类关键控制问题:提高风能转换效率、改善电能品质、减小柔性风电系统传动链上的疲劳负载等。

2.滑模控制

滑模变结构控制本质上是一种不连续的开关型控制,这种控制策略与其他控制的不同之处在于系统的“结构”并不固定,而是可以在动态过程中,根据系统当前的状态(如偏差及其各阶导数等)有目的地不断变化,迫使系统按照预定“滑动模态”的状态轨迹运动。滑模控制具有快速响应、对系统参数变化及扰动不敏感、无需系统在线辨识、设计简单和易于实现等优良特性。采用滑模控制使风力发电机始终工作在滑动面上,减少其牵引过程,可使系统在整个动态过程中对参数摄动和负荷扰动具有很强的鲁棒性。此外,将滑动模控制应用于风电机组的并网控制器中,可实现低速下的可靠发电控制。当风中的有效功率较低时,风力机工作于正常与失速两种模态。滑动模控制存在切换抖动,会对风力机械设备造成冲击。以力矩为控制信号,采用积分型滑动模控制律,能有效地解决滑动模的切换抖动。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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