关键字： 风力发电机组，操控办法

风能作为一种可再生动力，具有极大的开发价值和运用规模，是近年来开展最为迅猛的清洁动力之一。部分发达国家凭借其地舆、气候优势，很在就开端了风能运用的研究和时刻。我国风力发电技能起步较晚，在技能堆集方面还存在许多不足之处。大力研发风力发电机组操控新技能，提高风力发电操控办法，对于推进我国风能运用具有重要意义。

1 风力发电机组及分类研究

1.1 风力发电机组构成

风力发电机组的运用环境不同，其内部构造和设备也存在差异，可是大部分的风力发电机组都具有以下几部分：风轮、发电机、蓄电池组、支撑的塔架等，其间发电机组部分包含逆变器、发电操控器、发电机组、并网操控器；风轮包含轮毂、叶片、加固部件等。

1.2 风力发电机组分类

（1）失速型风力发电机组

现阶段的失速型风力发电机组运用较少，常用的类型有两种，分别是变桨距失速型和定桨距失速型。其间定桨距失速型主要运用风轮叶片的失速效果，来完成对风力发电机在风力较大情况下的功率进行准确操控，然后，运用该型机组上的叶尖扰流器对极端情况下的停机问题进行操控对于变桨距失速型，其发电机组则与定桨距失速型存在差异，输出功率的操控是经过低风速条件下的桨距角调理完成的，在高风速条件下，则是经过操控叶片桨距角的改变完成。

（2）双馈变速恒频型风力发电机组

双馈变速恒频型风力发电机组运用双馈变速发电机，可以完成叶片桨距角的调理。当风速低于发电机设定的额外风速时，经过调理叶片桨距角，完成输出功率的操控，确保最佳的运转状况；在风速高于发电机设定的额外风速时，经过调理叶片桨距角，可以将输出功率操控在额外功率规模内。

（3）直驱型性风力发电机组

该类型的发电机组归于可变速的变桨距类型，低速发电机组与风轮轴直接相连，因为该类型的发电机不带齿轮箱，所以需装备全功率变流器。

（4）混合型风力发电机组

混合型风力发电机组运用中速发电机和单级齿轮箱，可理解为传统型和直驱型的混合类型，也需求装备全功率变流器。

2 风力发电机组操控办法

2.1 最优操控

因为风能具有多变的特征，运用线性模型操控风力发电机组具有必定困难。为完成较高进精度的体系操控，可学习线性模型最优估值体系，完成微小环境改变下的输出功率调整，在较大的规模内提高操控效果，一起按捺风力发电机组自身的电压波动。更为重要的是，最优操控还可以完成发电进程的参数自动收集和操控。

2.2 滑模变结构操控

风能的能量密度较低，运用风能进行发电的进程中，风速、风向及风量都会影响发电机组的发电才能，风能发电的进程归于典型的非线性进程，难以经过完善的数学模型进行操控。运用滑模变结构操控具有必定的优势。在外界条件发生改变后，运用间断方式进行滑模运动模仿，可以较好的操控发电机组工作。进一步剖析，运用滑模变结构操控，可以提高风力发电机组的鲁棒性，较好的按捺由外界条件剧烈变动引发的抖动现象，避免剧烈改变对发电机组的晦气影响。在此基础上，部分学者还提出了运用离散滑模变操控手段，安稳风力发电机组输出功率的办法。

2.3 人工神经网络操控

与其他的风力发电机组操控办法比较，人工神经网络操控具有自主辨认才能和判别才能，是一种相对智能的操控技能。该技能具有较高的组织性和适应性，可以对微小的风速改变作出反应，并判别风向和风能密度，极大的提高了发电机组的管理才能和操控水平。

风速的判别和猜测是风能开发运用中的难点问题，传统的风速操控主要经过风的性质、地舆环境和周期性规律完成，猜测的准确度不高。借助于神经网络和时刻序列模型收集和核算风速改变特征，并在反向传播技能和回归办法的指导下，核算风速的时变量。人工神经网络作为一种非线性操控办法，与风能操控的适应性较强，可完成风速和风向快速改变条件下的发电机组准确操控。

在详细操控中，工作人员依据时刻序列将风速变量模型确认下来，在完成风速时变参数的收集之后，工作人员可经过神经网络猜测风速场改变，提前对发电机组参数进行调整，以提高发电机组运转的安稳性和风能的最大化运用。更为重要的是，该种形式具有较强的自适应才能和自我调理才能，跟着运用时刻的延长，猜测的进展会进一步提高，长期运用效果显着。

2.4 含糊操控

风力发电机组的含糊操控借助于含糊推理和言语规矩完成高等级的操控策略，不需求对操控目标树立准确的数学模型，一起该模型对非线性要素的影响不显着，表现为较高的鲁棒功能。含糊操控作为一种只能操控手段。在提高风能运用功率，完成变速稳频等方面具有极大优势。详细来看，该种操控手段在以下几种发电机组中有较好的运用效果：（1）变桨距风力发电机组。含糊操控可以完成发电进程动态参数的实时调理，经过对叶尖速比、桨距角和转速的调理，确保风力发电机组的输出功率和频率相对安稳。相较于传统的PID操控，体系抖振现象显着削减。（2）混合动力发电机组。在该种类型的发电机组中，运用TS含糊体系模型，结合部分非线性功能模块，制定科学的分割时刻序列，可以达到较高的操控进展，进一步结合现行二次调理技能，体系操控精度还可提高。该种操控办法的优势在于风速改变规模较大的环境下，具有较强的抵抗干扰才能。（3）双馈变速恒频型风力发电机组。在发电机组发动机转速较低时，可借助于逆变器和整流器的调理才能，尽可能使转速的改变与风速改变贴合，提高风能的运用功率；在风速超出设定规模时，经过调理桨距角降低风能的捕获才能，保持输出功率安稳。

2.5 矢量操控

运用矢量操控，借助于有功功率和无功功率的调理和独立耦合，可以完成风能的高效运用。从运用事例剖析，该种操控办法可以在极短的时刻内构成安稳状况，适应才能和抗干扰才能较强。可是在运用进程中，应分外注意将干扰较大的要素进行辨认和扫除，尤其是非线性干扰要素。

3 结语

传统化石动力具有不可再生性，一起在运用时必定造成必定的环境污染问题。大力开发可再生动力有利于生态环境保护和社会可持续开展。风能是现阶段开发规模较大的可再生、清洁动力之一，可是风能具有随机性、不安稳性和能量密度低等特征，在开发运用风力资源的一起，如何有效提高风力发电机组的操控手段，确保风力发电机组的高效、平稳运转，具有重要的现实意义。本文在扼要剖析风力发电机组构成和分类的基础上，针对于现阶段运用较广的失速型风力发电机组、双馈变速恒频型风力发电机组、直驱型性风力发电机组，探讨了最优操控、人工神经网络操控和含糊操控等多种类型的操控技能，可以看到不同操控手段具有显着的适应性，在运用之前要剖析不同区域的风能特性及机组功能，挑选最佳的操控计划，提高机组发电功率。