双馈风力发电机运行原理及发电控制技术研究摘要：随着化石燃料储量的减少，在电力工业中风能发电技术变得越来越重要，而风力发电机也因此得到了广泛的应用。
但目前，我国风力发电机的相关技术、应用广度和发展速率与国外相比仍存在明显差距。
为了迅速推广风力发电机的应用与发展，本文将以双馈风力发电机为例，向读者简要介绍其运行原理及相关控制技术。
关键词：双馈风力发电机；运行模式；控制技术中图分类号：tm315 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2013）06-0-01据调查，世界各国在风力发电中每年投入的资金总额已接近一千亿美元。
全球范围内，已开始进行研究和采用风力发电技术的国家约有一百个。
由此可见，在化石燃料日渐减少的现状下，风力发电技术极有可能与其它可再生能源（比如太阳能、水力等）发电技术一同取代火力发电。
在风力发电技术研究中，最基本的一个环节就是风力发电机的研究与应用。
到目前为止，常见的风力发电机有定桨定速型、变浆变速型等多种类型，而在后一种类型中，大部分都采用了双馈式设计。
下面，笔者将以此类风力发电机为例，简明扼要地介绍其组成结构、优点、运行原理以及相关控制技术。
一、双馈风力发电机的结构与特点顾名思义，“双馈”指的就是电机的定子与转子均可完成电力供应过程。
一般来说，双馈式发电机的主要部件有定、转子及其接线盒，传动机构、滑环系统与冷却设备等。
其中，转子结构主要存在成型绕组、矩形半线圈、散嵌绕组等形式；滑环系统主要包括碳刷、刷架、滑环、滑环风扇、滑环座、滑环维护罩等部分，而滑环又分为热套式和环氧浇注式两种类型；冷却设备主要分为风冷式、水冷式等多种形式。
从性质上区分，双馈式发电机应当归入异步式发电机的范畴，但这类发电机又拥有与同步式发电机相似的激磁绕组来调控励磁过程及功率因数。
因此，这种发电机兼有同步和异步式发电机的优点。
这类发电机体积小、成本低、无功功率的调节方式简便易行、抗电磁干扰能力较强。
同时，发电机的励磁过程与所连接的供电网络关系不大，可以直接由转子所处电路完成。
风力发电技术华北电力大学电气与电子工程学院刘其辉第三章双馈型变速变桨风力发电系统运行控制第三章：双馈型变速变桨风力发电系统运行控制纵览⏹机组主结构及控制系统⏹运行区域及控制目标⏹总体控制方案⏹励磁变换器结构及原理⏹DFIG控制（机侧变换器控制）⏹网侧变换器控制⏹变桨机构及其控制⏹偏航机构及其控制⏹其他机构及控制、保护第三章：双馈式变桨变速风电机组控制一.机组主结构及控制系统➢机组主结构：主要的机电设备➢控制系统：微机控制软、硬件（一）机组主结构➢风轮系统➢传动链系统➢发电机系统➢偏航/解缆系统➢刹车系统➢辅助系统➢机组主结构示意图1. 风轮系统●桨叶●轮毂●变距（桨矩）机构2. 传动链系统●低速轴●齿轮箱☐多级变速，变比较大（接近100）☐采用行星齿轮和正（斜）齿轮实现多级变速☐润滑油冷却或加温机构●高速轴●联轴器⏹通用标准型膜片联轴器☐连接齿轮箱和发电机☐补偿轴向、径向和角度偏差☐易于装拆维护☐实现电绝缘☐力矩限定传动链系统布局3. 发电机系统●DFIG☐发电机本体☐冷却系统☐保护系统●励磁变流器☐四象限运行能力、输入、输出特性优良☐设计容量为机组容量30％☐IGBT器件，PWM调制技术☐动作频率为数kHz-十几kHz●并网机构4.偏航/解缆系统●偏航机构☐风向标☐偏航饲服电机（或液压马达）☐减速装置☐偏航液压制动器☐偏航行星齿轮●对风/解缆操作☐根据风向标控制对风☐计算机控制的自动解缆☐纽缆开关控制的安全链动作报警及人工解缆●偏航的作用☐对风，获取最大发电量☐减少斜风给机组带来的不平衡载荷5.刹车系统●机械抱闸刹车*☐液压驱动和电气驱动⏹通过制定卡钳和连轴器上制动盘配对实现，一般在气动刹车后转速降低后采用⏹安装位置：高速轴，低速轴●气动刹车☐变桨控制变桨控制系统控制桨距角为90度☐偏航控制●电磁刹车6.辅助系统●塔架●机舱罩●机舱底盘●变压器●防雷系统及电气保护装置●冷却系统●发热部件●液压系统●齿轮箱●发电机●变频器●冷却方式：空气冷却，液体冷却，混合冷却●其他部分（二）控制系统1. 概述●与一般工业控制过程不同，风力发电机组的控制系统是综合性控制系统。
风力发电并网技术分析及电能质量的控制作者：王位俊来源：《华中电力》2014年第04期摘要：风力发电是一种新型的绿色能源，正逐渐成为世界各国争相开发的新技术能源。
近几年来，随着科学技术的进步，变速双馈风力发技术在风力发电中得到广泛应用。
该技术能够最大限度的捕获风能，同时还能够实现发电机组以及电网之间的柔性，提高风力发电系统运行的动静态稳定性。
本文针对双馈风力机并网技术进行简单阐述，重点讨论双馈风力发电机组的控制策略，最后通过系统仿真来验证双馈发电机运行性能。
关键词：双馈风力发机；最大风能控制；工作原理；优化策略；仿真技术近几年来，随着国际工业化的进程，全球气候逐渐变暖，环境污染日益严重，支撑工业化进程的能源以及电力所主要依靠的化石燃料已越来越少，常规能源面临着枯竭，因此，风能属于可再生能源，选择风力发电能够延缓煤炭以及石油、天然气等常规能源的枯竭。
双馈恒频发电是20世纪末发展的一种新型发电模式，主要是利用电子技术以及矢量变换控制技术、微机信息处理技术从而引发的发电，在发电技术中得到广泛应用。
[1]到目前为止，主要有爬山法、功率信号反馈控制以及叶尖速比控制方法，来提高风力发电机组的工作效率。
然而，这几种方法几乎都忽略了双馈发电机组本身的效率，即使在风力机中能够获得比较大的风能捕获，但是发电系统对电网输出的有功功率还是会随着电机效率的不同而出现差异。
因此，本文就在捕获最大风能的基础之上，提出双馈风力发电机组的风能控制策略。
一、双馈风力发电机并网技术到目前为止，适合交流励磁双馈风力发电机组的并网方式主要是基于定子磁链定向矢量控制的准同期并网控制技术，即空载并网方式、独立负载并网方式、孤岛并网方式。
另外，对于垂直轴型的双馈机组，由于不能自动起动，所以必须采用“电动式”并网方式。
1、空载并网方式所谓空载并网就是并网前双馈发电机空栽，定子电流为零，提取电网的电压信息（幅值！频率！相位）作为依据提供给双馈发电机的控制系统，通过引入定子磁链定向技术对发电机的输出电压进行调节，使建立的双馈发电机定子空载电压与电网电压的频率！相位和幅值一致。
