風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)學(xué)習(xí)心得體會
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在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，控制技術(shù)和伺服傳動技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)。這是因?yàn)樽匀伙L(fēng)速的大小和方向是隨機(jī)變化的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切入和切出、輸入功率的限制、風(fēng)輪的主動對風(fēng)以及對運(yùn)行過程中故障的檢測和保護(hù)必須能夠自動控制。同時(shí)，風(fēng)力資源豐富的地區(qū)通常都是海島或邊遠(yuǎn)地區(qū)甚至海上，分散布置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常要求能夠無人值班運(yùn)行和遠(yuǎn)程監(jiān)控，這就對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求。
要研究一套可靠的風(fēng)電控制系統(tǒng)，首先要了解風(fēng)力機(jī)工作的基本原理，包括風(fēng)力機(jī)的能量轉(zhuǎn)換過程、空氣動力特性、簡化葉素動量理論和渦流理論等。掌握以上知識，才能知道在何種情況下應(yīng)進(jìn)行何種控制以及對哪些參數(shù)進(jìn)行控制才能達(dá)到相應(yīng)效果。
在對風(fēng)力機(jī)的控制策略進(jìn)行歸納后得出風(fēng)力機(jī)的控制要素主要有以下幾部分：轉(zhuǎn)速、偏航、停機(jī)、發(fā)電機(jī)。其中轉(zhuǎn)速控制分為定槳距控制和變槳距控制，變槳距控制又可分為恒速恒頻和變速恒頻控制。定槳距控制的策略是在風(fēng)速過大時(shí)采取失速控制以防轉(zhuǎn)速過大，變槳距控制則相對靈活主要通過調(diào)節(jié)槳距角和轉(zhuǎn)速使風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行符合要求。
目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)從機(jī)組的定槳距恒速運(yùn)行發(fā)展到基于變速恒頻技術(shù)的變速運(yùn)行，對于風(fēng)力機(jī)的變速恒頻運(yùn)行，除需要了解風(fēng)力機(jī)的原理之外，還需掌握風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的特性。這種特性主要是風(fēng)力機(jī)的功率因數(shù)與葉尖速比和槳距角的關(guān)系。對于某一固定的槳距角，存在唯一的'最佳速比使得功率因數(shù)最大。而對于任意的葉尖速比，槳距角為0度時(shí)功率因數(shù)相對最大，槳距角增大，功率因數(shù)明顯減小。根據(jù)這種特性，變速恒頻控制的策略就是在額定功率前都將槳距角置于最小的位置，一般3度左右，這時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，使得葉尖速比始終對應(yīng)最佳功率因數(shù)點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速時(shí)，則增大槳距角使風(fēng)力機(jī)的功率穩(wěn)定在允許范圍之內(nèi)。
可以說，這種控制策略已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組從能夠向電網(wǎng)提供電力到理想地向電網(wǎng)提供電力的最終目標(biāo)。而依據(jù)這種策略研發(fā)風(fēng)電機(jī)組的控制系統(tǒng)則是我們今后工作的重要一環(huán)
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