永磁風力發電系統及其功率變換技術

摘要：隨著我國當今社會現代科技的不斷發展，世界上各個國家對于再生能源的研究都在不斷進行著。本文基于永磁風力發電系統及其功率變換技術的應用，對其進行相對嚴全面和嚴謹的闡述。

關鍵詞：用力風力發電量系統;發電機;功率變換技術

隨著當今現代新型能源的發展，世界上對風力能源的利用也日漸廣泛，在進入新世紀之后，風力發電和相關技術的引用也得到了大幅度的普及。而我國新型轉機容量和總裝機容量均位于世界首位。在各國政府的相關政策扶持之下，風力發電系統及其功率變換技術的相關應用也在不斷增加，相關系統的運行形式也從以往的恒速恒頻技術發展到現在普遍運用的變速恒頻技術。

1 永磁風力發電系統相關研究

在永久磁鐵風力發電機控制系統中，傳統的磁通的結構。在發電機中，永久磁鐵的定子鐵心的磁通的主磁通。根據永磁體的位置，各永磁體的載體組成以及部分的強度主要內容包括建立一個徑向速度分量，所述磁通密度的波形設計過程中往往都是需要學習更加完善符合矩形波。在平行磁化，且磁化技術水平方向的形式之間存在平行于永久磁鐵的中心，由此在除了提供一些徑向分量的磁化矢量，還包括將所述磁通密度的切向分量越來越趨向于正弦的。內置網絡管理結構也可分為不同徑向和切向，以三種基本信息不對稱混合的，電機磁路，永久磁鐵更強大的，適合在大型風力渦輪機組的高速要求使用的減磁阻力。 軸向磁通配置。由于不同數量的轉子的數量和所述定子的位置的，和軸向磁通構型可以變成一個單個順序，單組雙轉，雙和多階集合的多匝傳送這四個結構。在打開單個訂單結構中，存在在定子和轉子之間相對強的單邊磁力，以避免轉子的軸向移動，有必要以增加推力軸承，該過程比較復雜。單個雙轉基因固定結構，采用Soltless定子鐵心形成接合型芯卷繞，形成環狀的繞組，這樣可以提高結構的單方面磁力，但也增加了芯和永磁材料，損耗當電機是增加。在多匝的多組結構中，定子和轉子是交錯配置多間隙多個電機的可能的作用，渦電流損耗的結構比較小，所以能夠實現良好的通風冷卻。而與傳統的結構，較小的軸向尺寸的結構，但更好的散熱條件，慣性更大的力矩，使得發電機系統可以保持在干擾的情況下。橫向磁通構型。

在我國，直接進行驅動的配置的驅動裝置通常用在發電系統中使用，以達到單一的5MW的最大容量。這樣的結構也決定了系統在低風速區域良好的轉化能力，可以繼續運行。驅動齒輪箱結構，以便于設備的維修工作頻率下降。在許多低速發電機，桿，多個永磁體材料的數量越多，體積相對較大，發電機的制造和安裝成本相對較高。風扇被發電機擊中，風力渦輪機允許更困難的優化。與發電系統獨立的，半直接驅動器，包括一個多級變速箱結構的容量的增加在發電系統經常被使用。最常用的兩種是齒輪箱，從而使發電機額定速度將得到提高，也能降低發電機的級的數目，從而降低了安裝成本。半直驅配置結構的優化，趨勢線更符合現代風力發電系統線。

2 永磁風力發電系統的相關功率變換技術應用

隨著我國并網型風力發電企業系統設計容量的不斷學習提升，其與電網互聯后對電網，因此其運行穩定性和電能產品質量愈顯重要，這就為風力發電系統 相關管理控制工程技術提出新的要求和挑戰。目前，風力發電系統無功補償、諧波抑制、低電壓穿越與電網不對稱運行等問題均有待于我們進一步研究加以分析解決?，F代控制理論的不斷創新發展和完善，如自適應內部控制、非線性狀態數據反饋成本控制、滑?？刂?、魯棒控制等現代風險控制技術將與風力發電應用系統安全控制工作有機結合，使風力發電系統在滿足國家電網公司基本制度運行環境要求的同時，能夠更好適應電網更高水平層次不同需求，進而得到增強電網的穩定性。此外，網絡通信及計算機網絡技術的快速健康發展，為集群化風力發電系統的協同運行過程中提供了有利條件。

我國對全功率轉換器有全面的應用，其中轉換器拓撲結構是最經常使用，拓撲控制也有不同的方式，通過控制所述逆變器的扭矩控制和電網連接的旋轉速度，以實現。雙電平轉換器結構返回到返回型雙電平轉換器，包括一個直流母線，電機側轉換器，電網側轉換器等，由于該技術越來越成熟，它是廣泛應用于轉換器。其中蘊含的能量和能量網格生成緩沖的機會側和電網側變流器之間的直流母線可以分離，拓撲設計更容易，減少設備可以被操縱，更有利于數字技術。在一些大容量永磁風力功率控制系統，具有很大的DC電容測定結果增加他們的系統的體積和重量可能存在，因此由社會中一個集成功率轉換器的影響。因此，直流側僅兩個不同水平，從而一個大的風力渦輪機馬達側轉換器，所述AC終端需要安裝的反應器中，以避免在電動機繞組的電壓。在電網側變流器中，交流側濾波器需要增加，以避免對電網的諧波污染。該轉換器的結構是不利于擴大產能，產能由電力轉換裝置的性能受到影響，而且對系統的發展，大容量產生重要影響。在兩電平逆變器升壓斬波型的兩層結構。升壓斬波型轉換器中，所述發電機和所述二極管整流橋連接的功率轉換器的能量僅流過發電機單向的，這樣的結構通常是在風力發電應用系統。該轉換器的拓撲結構可以是相對簡單的驅動電路和設備被省略，并且可靠性是由分析系統進一步加強，從而使設備成本和減少的損耗。斬波器裝置，動力裝置，并校正所述功率因數可以實現，并且不要求使用的矢量控制策略，例如在逆變器側所使用的算法被簡化。這不僅適用于小體積頻風力發電系統，而且還增加串聯和并聯的能力組合，它已經能夠滿足風力發電系統的要求。例如：一個升壓斬波器控制已廣泛應用到轉換器電路2MW風力發電系統，取得了良好的效果。超過風力發電系統容量擴展的多級轉換器技術已經變得越來越流行風電領域已經成為風力發電系統發展的一個重要趨勢。從分類類型的電流，包括鉗位二極管，快速電容器多級轉換器拓撲結構中，H橋級聯。其中，所述二極管鉗位時，最廣泛使用的快速電容器，可以適用于廣泛應用于我國風力進行發電技術系統。二極管鉗位電平與多種不同類型的轉換器的數量，交流側電壓更接近正弦的，諧波含量也比較低。例如：在逆變器操作中，二極管鉗位五轉換器的直流側電壓期間逐漸減小的功率器件的電壓應力可提高3倍多，從而使轉換器的容量擴大，并在線路更與高壓電機的開發。但隨著電平的數量的增加，轉換器的算法的復雜性將增加，并且因此電平的數目應限制在小于如果轉換器電壓不平衡存在，該算法不僅可以調整，否則會改善復雜系統，降低系統的可靠性，也使水平更加突出號的問題。目前矩陣轉換器是在上述矩陣轉換器的三相拓撲形式的鍵，而且還具有很高的實用價值。作為矩陣切換AC-具有四個階段可能運行，雙向流動的優點，能滿足風力發電系統，其切換所述省略直流電容器的基本要求AC轉換器，該轉換器是更有利于整合。

3 結語

在當今社會新型科技的不斷發展之下，永磁風力發電技術的不斷發展與進步在多個領域都有很多的發展成果。永磁風力發電系統及其功率變換技術的應用在不久的將來在相關領域的應用與發展將更加的廣闊。

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作者簡介：楊嘉軒（1998—），男，江蘇鹽城人，功率變換技術專業本科在讀。

（作者單位：鹽城工學院）