1. 风力发电机的功率调节方式
风能资源是清洁的可再生能源,风力发电是新能源中技术最成熟、最具开发规模条件和商业化发展前景的发电方式之一。风力发电成本低,并且在技术上日趋成熟,成为电力系统结构中相对增长速度最快的新能源发电。风力发电代替传统能源发电的比例正逐步上升,并在电力系统受越来越受到欢迎和重视。要进行风力发电系统的研究,传统的方法是将发电机与风轮机相连,在现场做实验,但是这样做成本较高并且可能影响电力系统的运行。仿真建模技术投入低,见效快,因而在风力发电的研究领域得到了越来越广泛的应用,极大地丰富了风力发电的研究手段。
技术实现要素:
本发明提供了一种风力发电系统研究方法,建立风力发电系统模型,所述模型包括:
风速模型、风力发电机组气动性能模型、传动系统动力学模型和感应电机模型。
所述传动系统动力学模型是传动齿轮模型,感应电机模型是三相同步发电机模型。
具体实施方式
风力发电的原理是利用风带动风车叶片转动,将风能转化为机械能,然后机械能带动风力发电机发电。所有风力发电机的功率输出是随着风力而变的。强风下最常见的两种限制功率输出的方法是失速调节和斜角调节。使用失速调节的风电机,超过额定风速的强风会导致通过叶片的气流产生扰流,令风轮失速。当风力过强时,叶片尾部制动装置会动作,令风轮剎车。使用斜角调节的风电机,每片叶片能够以纵向为轴而旋转,叶片角度随着风速不同而转变,从而改变风轮的空气动力性能。当风力过强时,叶片转动至迎气边缘面向来风,从而令风轮剎车。
风力发电系统的建模与仿真,主要包括以下几方面内容:(1)了解风力发电技术的发展趋势和最新动态。(2)研究风力发电系统的基本原理,包括风力发电的基本原理、风轮机理论、水平轴风力发电机结构、定浆距风力发电机组和永磁同步发电机基本原理。(3)确定风力发电机组的数学模型,主要有风速模型,风力发电机气动性能模型,传动系统动力学模型和感应电机模型。(4)研究matlab仿真建模的相关理论并利用matlab仿真软件搭建仿真模块准备仿真。(5)对风力模型进行仿真并分析仿真结果。
通过建立的风力发电系统模型,根据风速模型的仿真曲线,分析风轮机和发电机各部分曲线的变化情况和整个系统的仿真曲线图。在并网以前电压的波形基本上是正弦形状的,转速基本上是稳定的。并网以后虽然受到了电网的干扰,但转速上升到额定转速后再没有多大变化;电流的波形虽然是正弦的,但整体的趋向也发生了相应的波动。变桨距控制系统在风力发电机组起动时,通过变距来获得足够的起动转矩;起动以后,当低于额定风速运行时,风力发电机组状态控制为转速控制。当高于额定风速运行时,通过调整桨叶节距,改变气流对叶片的攻角,可以改变风力发电机组获得的空气动力转矩,使功率输出保持稳定。额定风速之后的机组状态控制主要由桨距角调节实现,控制系统保持风力发电机组运行的安全可靠性。
本发明利用matlab软件建立风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型,对自建的风力发电系统控制模型进行仿真分析,验证风力发电系统控制模型的可用性,并且通过单曲线绘图对模拟结果进行了分析,从仿真图形分析,能够基本反映风力发电机的运行情况。
值得说明的是,虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理,但是应该理解,本发明并不限于所公开的具体实施方式,对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合,这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
2. 风力发电机功率控制方式
风力发电机的发电量取决于风力发电机的大小和风穿过旋翼的时速。风力发电机的额定功率从250瓦到5兆瓦(MW)不等。一户普通的美国家庭一年的耗电量约为1万千瓦,一台额定功率为10千瓦的风力发电机一年可发电约1万千瓦,足够一户普通家庭使用。一台体积更大的风力发电机发出的电量可供更多户家庭使用。
3. 风力发电机组功率调节方式主要有几种
看你要发直流电还是交流电。
找一个对应的永磁低速电机,装上扇叶,放到迎风处。那么,原来的电机引线就会产生电压,电压大小与转速有关,交直流与电机类型有关。此法100%可发电,只是发出来的电压不稳,需要加稳压装置。发电功率视电机功率、转速而定,一般来说,用直流发电机发出来的电可以直接驱动LED彩灯,晚上随着风力变化,彩灯还会闪,很漂亮。
4. 风电机组的功率调节有哪几种方法
发电电压与转速有关,电压也与线圈匝数有关,功率除了电压有关以外,还与电流有关,线圈越粗,承受电流越大,发电功率越大。这是根据机组的发电机,控制方式有关。
风也不是越大越好,在大型风力发电机组中,有效风速在3-25米每秒,再大就不发电。现在兆瓦级的机组很多 大型机组的输出电压是690V 小型机组的几千瓦到几十千瓦多得很 功率是和叶轮面积成正比的 电压要取决于机组本身的电控系统 家用的都是220V。
5. 风力发电机的功率调节方式是
一、按风力发电机叶片分类
按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
二、按风力发电机的输出容量分类
可将风力发电机分为小型,中型,大型,兆瓦级 系列。
三、按风力发电机功率调节方式分类
可分为定桨距时速调节型,变桨距型,主动失速型和独立变桨型风力发电机。
四、按分离发电机的机械形式分类
可分为有齿轮箱的风力机,无齿轮的风力机和混合驱动型风力机。
五、按风力发电机组的发电机类型分类
可分为异步型风力发电机和同步型风力发电机
六、按齿轮箱和发电机相对位置分类
齿轮箱和发电机相对位置可分为紧凑型和长轴布置型。
七、按风力发电机的转速分类
按照发电机的转速及并网方式可以将发电机分为定速风机和变速风机。
八、按风力发电机塔架的不同分类
按照塔架的不同可分为塔筒式风力机和桁架式风力机
6. 常见的风力机的功率调节方式
双馈风力发电机的功率控制有三种方式:
1.偏航系统,偏航系统保证风电机组始终对着风运行,使其吸收的功率最大。
2.变浆系统,双馈风力发电机转速在额定转速以下运行时,一种是保持在浆距角为0°运行,这时始终吸收功率最大;另一种是跟踪最大功率曲线运行;在风速达到额定风速以上时,这时通过改变浆距角,使浆叶迎风位置改变,来限制吸收的功率;
3.变浆距和变流器结合的变速恒频的双馈风力发电机组,这是目前主流的机型,使用双向变流器,对双馈发电机进行矢量或直接转矩控制,可以独立调节有功功率和无功功率。 具体过程如下: 1、在额定风速以下运行时,始终保持吸收功率最大,不需要改变浆距角。 2、在额定风速以上运行时,由于桨叶的动量比较大,变浆具有一定的滞后性,这时通过改变双馈电机转子励磁电流的幅值,相位和频率可以改变发电机的转速,这样就能迅速改变风轮的旋转速度,限制吸收功率保持在额定功率。 3、总之就是通过调整偏航系统和变浆系统进行调整。