内蒙古风力发电控制技术概述及研究(DOC)
风力发电电气控制技术发展探讨
风力发电电气控制技术发展探讨发布时间：2022-05-07T02:56:50.777Z 来源：《新型城镇化》2022年5期作者：梁翠绵1 刘海晨2 陈大明1[导读] 风力发电是对风能进行转换，以电能形式使用，充分利用风力资源。
1内蒙古龙源蒙东新能源有限公司 1374002河北电力装备有限公司 056004摘要：能源开发问题已成为当今社会可持续发展的重要任务，基于能源日益增加的需求，我国要良性发展，就要积极研究、开发新能源，以缓解能源危机。
对此，新型清洁能源成为研究的首选，风能在其中体现了一定的应用价值。
因此，有必要深入探究电气控制技术及其在风力发电系统中的实践应用，在相关技术的作用下充分利用风能，使风力发电系统在电气控制技术的应用下作用最大化。
关键词：风力发电；电气控制技术；发展1风力发电电气控制技术概述风力发电是对风能进行转换，以电能形式使用，充分利用风力资源。
风能资源丰富，是一种可再生能源。
面对现阶段的环境污染、能源告急问题，我国有必要提高现有资源的利用率，减少能源浪费，降低环境污染。
在实际实施过程中，由于受气压环境、气温等不同自然条件的影响，风力发电方式的可靠性有待提高。
针对此，可以引入电气控制技术，通过组合电气元件实现对其运行的控制，保证设备更可靠、安全，提高风力发电的可靠性。
此外，还可以合理控制发电环节，实际应用效果明显。
风力发电系统本身不稳定，与其他发电模式存在一定差距，因此，在电气控制技术的应用过程中需要合理规避自然因素，如温度、湿度、大气压等，尽可能降低对风力发电的影响。
此外，评定风力发电系统效率的主要依据就是系统利用率。
通常情况下，为了提高风能利用率，风电厂一般会将叶片直径设置为60～100m。
不仅如此，由于风力发电系统工作环境相对恶劣，这对相关工作人员整体工作能力提出了较高的要求，为把控与判断预期效果，有必要加入远程监控设备，进一步提高风力发电效率。
2风力发电电气控制技术2.1变桨距发电技术在风力发电过程中，发电质量及效率会受风力发电主机功率的影响，如果功率不足，会直接降低风力资源利用率。
风力发电及其控制技术分析
风力发电及其控制技术分析1. 引言1.1 背景介绍风力发电是指利用风能驱动风机转动发电机产生电能的一种可再生能源发电方式。
随着全球环境污染问题日益严重，清洁能源逐渐成为人们关注的焦点。
风力发电具有资源丰富、环保无污染、成本低廉等优势，逐渐成为主要的清洁能源之一。
中国是世界上风力发电装机容量最大的国家，风力发电技术也在不断创新和发展。
风力发电技术的发展，控制技术的精进是其中至关重要的一环。
风力发电的控制技术涉及到风机的启停控制、输出功率控制、安全保护等多个方面，对于提高风力发电系统的效率和可靠性起着至关重要的作用。
在当前清洁能源发展的大背景下，深入研究风力发电及其控制技术，分析其现状及发展趋势，对于促进清洁能源的发展具有重要意义。
本文旨在通过对风力发电及其控制技术的分析，探讨风力发电系统的优化方向，为我国清洁能源的发展提供参考，促进风力发电技术的进步和应用。
1.2 研究意义风力发电作为清洁能源的重要形式，具有环保、可再生、经济等优点，对于减少人类对传统化石能源的依赖，减少温室气体排放，推动可持续发展具有重要意义。
风力发电不仅可以提高能源利用率，还可以减轻对环境造成的污染和破坏，对保护地球生态环境具有重要的意义。
风力发电技术的研究意义不仅在于推动清洁能源产业的发展，也在于提高我国能源供给结构的合理性和健康性，促进可再生能源的广泛利用。
风力发电技术的研究还可以促进我国科技进步，提高我国在清洁能源领域的国际竞争力，为我国经济社会可持续发展作出更大的贡献。
深入研究风力发电技术，提高风力发电系统的效率和可靠性，探索风力发电系统的优化方案，对于实现我国能源转型，推动清洁能源产业发展，具有重要意义。
【2000字】1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨风力发电及其控制技术在能源领域中的应用，分析当前风力发电系统存在的问题和挑战，探索解决方案和优化策略。
通过研究目的，我们可以更好地了解风力发电原理和技术现状，为提高风力发电系统的效率和稳定性提供理论支持和技术指导。
风力发电及其控制技术分析
风力发电及其控制技术分析
风力发电是一种利用风能来产生电力的可再生能源技术。
它是一种环保、清洁、低污
染的能源生产方式，可以有效地减少非可再生能源的消耗，同时也可以降低二氧化碳等污
染气体的排放，对环境保护具有极大的意义。
风力发电技术包括风机、变流器、控制系统等多个组成部分。
风机一般由叶片、风轮、主轴、变速器、发电机、塔架等部分组成。
变流器主要用来将风机产生的交流电转换成直
流电。
控制系统则是整个系统的核心部分，它通过对风机的控制实现了对风力发电系统整
体的运行控制和风机转速的调节，从而实现了发电效率的最大化。
在风力发电系统中，控制系统的设计对于系统的性能和安全运行具有至关重要的作用。
在设计控制系统时，需要考虑风机的转速控制、风机负荷分配、电网连接与功率平衡、系
统的故障诊断等多个方面。
其中，风机转速控制是控制系统设计的重点和难点之一，可以
通过控制电机转矩、检测风速变化等多种方式来实现。
除了风力发电控制系统之外，还有一些与之相关的控制技术，例如风力发电场的无人
机巡航控制、风机桨叶的变形控制等，都是为了提高风力发电系统的效率和可靠性而不断
发展完善的。
风力发电及其控制技术分析
风力发电及其控制技术分析风力发电是指利用风能将其转化为电能的一种可再生能源技术。
随着能源需求的不断增长和对环境保护的要求，风力发电逐渐成为重要的能源选择之一。
本文将对风力发电技术及其控制技术进行分析。
风力发电技术的原理是利用风能将风切割机及自然气流感应风轮扭矩，转换成旋转动能，通过发电机发电。
风力发电技术的关键在于风能的获取和转换的高效性。
为了提高风能的获取效率，需要选择合适的风能资源。
一般来说，风力发电厂会选择风速较高、稳定的地区建设，以确保发电机组的长期稳定运行。
风力发电技术的控制主要包括电网稳定性控制和风机控制两个方面。
电网稳定性控制主要是指风力发电系统与电网之间的互动控制，以确保电网的稳定运行。
风力发电系统需要根据电网的负荷变化调整发电机组的输出功率，以满足电网的需求。
还需要对发电机组进行有功、无功控制，以维持电网的频率和电压稳定。
风机控制主要是指对风机的启动、停机和变桨控制。
在风力发电系统中，为了更好地适应不同的风速条件，需要对风机进行启动和停机控制。
变桨控制是指根据风速的变化，调整风机的桨叶角度，以提高发电机组的输出功率。
风力发电技术的控制还涉及到系统的监测和检测。
通过对风速、风向、温度、湿度等参数的监测，可以实时掌握发电机组的运行状态，及时进行故障诊断和维护。
对于大规模的风力发电系统，还可以利用智能化的控制系统，实现对多个发电机组的集中控制和管理。
风力发电技术及其控制技术在能源领域具有重要的应用价值。
通过合理的风能获取和高效的转换，可以实现对风能的充分利用，提供可靠的清洁能源。
通过灵活的控制技术，可以确保风力发电系统的稳定运行，为电网稳定性提供保障。
风力发电系统运行控制技术研究
风力发 电系统运行控制技术研究
赵海 军 （ 中广核风电公司 内蒙古分公 司晌泉风电场 ， 内蒙古 锡林郭勒盟 ０ ２ ６ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 风 力发 电作 为一种 清洁的新 能源具有重要的意 义， 风 力发 电系统的运行控制 策略 直接 关 系到风力发 电， 电力供应 的安全性 和质
量的效率 。本 文对风 力， ａ ｘ － － ． ￣系统的运行控制的 两个主要方 面， 即最 大风力跟踪控制和恒功率控 制进行 了研 究和总结。
【 关键词 】 风力发 电系统 ； 最大风能跟踪 （ ＭＰ Ｐ Ｔ ） ； 恒功率控 制 ０ 引 言
Ｇ ， 的值决定 于 对于特定 的风力机 ， 其ｃ 。 一 Ａ曲线是一定的 可见 ，当 为 Ａ 时风力机 达到最 大风能利用 系数 因而称 Ａ 为最佳叶尖速 比。由式 （ ２ ） 可知当 为 Ａ 时 ． 不 同的风速均对应 特定 的最优转速 其中， 各 曲线最优功率点对应 的转速 即为最优转速 ｍ … 连接各 曲线 的最优功率点 即得风力机最优功率 曲线 Ｍ Ｐ Ｐ Ｔ控 制的原理即 ． 在不 同风速下通过调节 风力机转 速使 其始 终运行于最优转速 以保证最佳叶尖速 比． 进而保 证风力机运行于最 优功率 曲线上 ． 最大 限度地捕获风能
一
在提倡可持续 发展的今天 ，风能的开发利 用具有积极 的战略意 义 特别是在能源供求 日趋紧张的情况下 ． 风能作 为一种 替代能源 的 意义就更加突出 风力发 电系统根据运行方式和控制技术 的不 同可 以 分为恒速恒频系统和变速恒频系统 ． 其 中变速恒频 风力发 电系统能够 更 高效地利用 风能 并 网型变速恒频 风力 发电系统一 般 由风轮 、 齿 轮箱 （ 在 直驱方式 中已略去齿轮箱 ） 、 发电机和变流设 备组成 ． 如图 １风力发 电系统框 国 所示。 风轮 的作用是捕捉风能 ， 并将之转化为机械能 ： 发 电机则将机械 １ ． ２ ＭＰ Ｐ Ｔ控 制 的 实 现方 法 能转化为电能 ： 变流设 备将发电机发 出的频率 幅值 随风速 波动的交流 Ｍ Ｐ Ｐ Ｔ 控 制一般采用 电磁功率控制方 式 ． 目前最大风 能跟踪主要 电转 化为与电网电压同频 同幅的交流电． 然后 馈送至 电网 有３ 种控制策略 ： 叶尖速比控制 、 功率信号 反馈法 和爬 山搜索法 。 １ ｌ ２ ． １ 叶尖速 比法 叶尖速 比控制 的 目的是使风力机 的叶尖速 比 始终保持在 最佳 值Ａ 。 上， 在任何风速时就可获得最大 风能转 换效率 它不 断测 量风 速和风力机转速 ， 计算出实际叶尖速 比． 将 其同最优 叶尖速 比相 比较 ． 将其误 差送入 控制器 ． 控制器控制逆变器 的输 出来调节风机转速 ． 从 而保证 叶尖 速比最优 该 方案 能有效根 据风速 变化及 时调整发 电机输 出功率 ． 控制方 法 城轮 发 电机 变流设 器 ‘ 乜 阚 简洁清晰 ， 但是需要 知 道风力机特性 和测量风速 ． 风速测量 的不 准确 图 １ 风力发 电系统框 图 性导致 系统 可靠性 降低 １ ． ２ ． ２ 功率信号反馈法 风力发电系统主要包括 ２种运行状态 ： 该方案 不需要知道确 切的风力机特性 ．也不需要相关 的测风装 １ ） 最大风能追踪状态。当风速低于额定风速时 。 风轮的转速会 随 置 。当风带动风力机转动至发 电机发电运行的转速范围 内时 ． 根据转 着风速 的波动 而不 断变化 ．以维持 最佳叶尖速 比及 最大风 能利用系 速 以及风力机特征参数计算 出给定功率 ． 并与发电机输出功率 的观测 数． 从而有效提高风机的输出功率 值相 比较得到误差量 。 经过 Ｐ Ｉ 调 节器（ Ｐ Ｉ 调节器 ） ． 就是对偏差乘 以一 ２ ） 额定功率运行状态 ． 当风速高 于额定风速 时 ． 通过调节 叶片桨 个倍数 Ｐ ， 再叠加这个偏差 的积分 Ｉ 作用 ， 利用这个 量实施控 制 ． 调节 距 角和抑制风轮转速 ． 降低风轮 的风能 捕获效率 ． 保证 风机运行 在额 器输出反馈参数 ． 使系统趋于稳定） 给出发电机 可控参数值 ． 调节发 电 定工作点 附近 机输出 电流的大小 ． 最终实现发电机 输出功率的调节 可见 ． 风力发 电机组 的运行控制在不 同的运行状态有不 同的控制 该方案是基于叶尖速 比控制方案的修 改提 高方案 ． 不 同之处在于 策略： 将输 出功率与 风速 之间的关系转换 成输 出功率 与发电机转速之 间的 １ ） 最 大功率点跟踪控制 （ Ｍ Ｐ Ｐ Ｔ控制 ） ： 当实际风 速低于额定风 速 关系 ， 从 而引转速反馈 ， 可使系统工 作在最佳功 率 负载线附近 ． 而且 时， 对风力发 电机组进行控制 ， 保证机组运行在最大风能追踪状态下 ， 系统结 构更 简单 、 更 可靠 最大限度地捕获风能 这 种方法的缺点是 ： 对 于不同 的风力 机 ， 最大功 率曲线需要事 先 ２ ） 恒功率控制 ： 当实际风速高于额定风速时 ， 受机械强度 、 发 电机 通过仿 真或试 验测得 ． 这增加 了率反馈控制难度和实际应用成本 容量和 变频器容量等 限制 ． 必须 降低风轮捕获 的能量 ． 使 功率保持在 通 过控制 发电机输 出功率来 间接控制风力机 的输入功率 ． 以实 现 额定值附近 需检测风速 的最大功 率点跟踪 。 也有文献将功率信号反馈 法与爬 山法 实际 的风 电机组 常通过 电气 功率调节和 叶片技术 ２种 手段实现 相结合设计 了一种混合控制略 ， 克服 了功率信号反馈法的缺陷 上述控制 目标。 前者是通过调节发 电机和变流设备的 电气功率来改变 风轮的转速 ． 进 而间接改变风轮转化 风能的效率 ： 后者主要利 用叶片 ２ 恒功率控制 的空气动力学特性 ． 如变桨距技术 和失 速状态 ． 来 直接改变风 轮的捕 ２ ． １ 恒功率控制 的原理 风效率。 由１ ． 】 节 可知 ， 是 叶尖速 比 和 叶片桨距 角 ８的函数典 型 下面． 本 文将对 ＭＰ Ｐ Ｔ控制策略和恒 功率控制策略 的原理及 它们 （ Ａ， 卢 ） 曲线。 常用 的实 现方法进行研究 和总结 可知 ： １ ） 当 为恒定值 时 ， 增大桨距 角 Ｂ则 减小 （ 红色 虚线所 示） ； ２ ） 当 为恒定值时 ， 偏离最佳叶尖速 比 Ａ 时， 迅速减小 。 １ ＭＰ Ｐ Ｔ控 制 恒功率控制 的原理 即 ， 当风速 高于额定风速 时 ． 通过调节 叶尖速 １ ． １ ＭＰ Ｐ Ｔ控 制 的 原 理 比 或 桨距角 ｐ（ 或同时 调节 和 ｐ ） 以减小 Ｇ 值 ， 从 而减少风力 机 根据 贝兹理论 ． 风轮从风能 中吸收的功率可 以表示为 ： 捕获的风能 ， 保证 风力机处 于额定功率运行状态 Ｐ ｏ ｒ ＝ ０ ． ５ （ Ａ， 卢 ） （ １ ） ２ ＿ ２ 恒功率 控制的实现方法 式中： Ｐ为空气 密度 ， ｋ ｇ ／ ｍ ￣ ； Ｒ为风轮 的半径 ， ／ Ｔ ｔ ； 为风速 ， ｍ ／ ｓ ； ｃ 额 定风速上的恒 功率控 制的实 现方法 主要是 叶片技术 ． 应 用较 广 为风能利 用系数 ． 反 映了风 轮机利 用风能的效 率 ． 它是 叶尖速 比 和 泛的是定桨距 失速控 制和变 桨距控 制 叶片桨距 角 １ ３ 的函数 。而叶尖速 比为 ： Ａ （ ２ ） ２ ． ２ ， １ 定桨距失速控制 式中： ｍ ， 为风轮机械角速度 ， ｒ ａ ｄ・ ｓ ’ 该控制方式利用桨叶翼 型本身的失速 特性 ．在高 于额定 风速下 ． 当风力发 电系统运行 于最大风能追踪状态时 ， 桨距角 固定 。 此时 ， 气流 的功角增大到失 速条件 ， 使桨 叶的表面产 生紊 （ 下转第 １ ７ ２页 ）
风力发电及其控制技术分析
风力发电及其控制技术分析
风力发电的控制技术是保证风力发电系统稳定运行的关键。
在风力发电过程中，风能
的不稳定性会对系统的运行产生不利影响。
控制技术的应用是必不可少的。
控制技术主要
包括以下几个方面：
1. 风力发电机的控制：风力发电机一般采用变频调速技术，通过控制变频器的输出
频率，调整风力发电机的转速，使其在不同风速下能够提供稳定的输出电能。
还需要实时
监测风力发电机的转速、温度等参数，以保证风力发电机正常运行。
2. 风力发电系统的控制：风力发电系统包括风力发电机组、变流器、变压器等设备，需要进行集中控制和保护。
控制系统可以实时监测风力发电系统的运行情况，对故障进行
诊断和报警，保证系统的安全稳定运行。
3. 风力发电场的控制：风力发电场通常由多个风力发电机组成，需要对发电机组进
行统一调度和控制。
通过优化风力发电机组的运行方式和电能输出，可以提高整个发电场
的效率和稳定性。
4. 风力发电系统与电网的协调控制：风力发电系统需要与电网进行协调运行，保证
风力发电的平稳输出。
当风速较低或风机维护时，需要从电网获取电能；当风速较高时，
需要将多余的电能输入电网。
这需要通过智能控制系统实现电网与风力发电系统间的协调
控制。
风力发电及其控制技术在我国的发展前景广阔。
随着技术的不断创新和进步，风力发
电将成为我国清洁能源的重要组成部分，并对改善能源结构、减少碳排放、保护环境等方
面发挥积极作用。
风力发电控制技术
风力发电控制技术发布时间：2023-04-03T08:04:03.363Z 来源：《科技潮》2023年2期作者：翟玉平[导读] 能源是社会经济快速发展的基础。
如今，人们对能源的消耗量和需求量急剧增加，传统化石燃料作为主要的能量供应源被大量消耗导致其储量大幅减少、供应逐渐匮乏，而且带来了严重的环境污染问题，发展和使用可再生清洁能源是解决能源短缺和环境污染问题的主要途径。
包头中车电机有限公司内蒙古包头市 014030摘要：能源是社会经济快速发展的基础。
如今，人们对能源的消耗量和需求量急剧增加，传统化石燃料作为主要的能量供应源被大量消耗导致其储量大幅减少、供应逐渐匮乏，而且带来了严重的环境污染问题，发展和使用可再生清洁能源是解决能源短缺和环境污染问题的主要途径。
大自然的风能具有取用不尽和清洁无污染的优点，我国地域辽阔，风能资源丰富，具有非常大的开发空间，而我国的风电行业经过多年发展已成为第三大电源供应支柱。
目前，我国的风电技术伴随风电产业得到了快速发展，但相比于某些风电技术成熟的国家仍然存在一定差距，而先进的风力发电控制技术是大型风力发电机组高效、稳定和可靠运行的保证。
为了不断提高我国风电技术，必须着力深入研究风力发电控制技术，从而提高风力发电机的性能和优化其控制方法，让风力发电机更加高效、可靠地运行。
关键词：风力发电机；风力发电控制；智能控制技术一、常见的风力发电控制技术风力发电机正常运行时，其所处的大气环境中的风能具有随机性，风向、风速、风力大小均不稳定，一个区域的风能随环境周围环境和气候变化而波动的幅度非常大，为了让风力发电机既能最大限度地捕获风能，又能将其在风速超标时的输出功率限制在额定功率之内，保护风力发电机不受损坏，必须借助高效的控制技术对风力发电机进行控制。
另一方面，风力发电机组在并网与脱网时也都需要采用合适的控制技术来实现。
随着技术的发展，人们逐渐将各种先进的控制技术应用到了风电领域，其控制方法也更加多元化，以下是几种常见的风力发电控制技术。
关于风力发电机组控制技术的研究
关于风力发电机组控制技术的研究【摘要】风力发电机组控制系统是风力发电机的核心系统，因此研究控制技术具有重要的现实意义，可靠保证了风力发电机组的经济、安全并网运行。
本文对风力发电机组控制技术及相关软件改进进行系统地阐述。
【关键词】风力发电机组；控制；控制技术【abstract 】wind power generation unit control system is the core of the wind power generator system, so the control technology has the important practical significance, reliable guarantee for wind power generators economic, security parallel operation. In this paper, the wind generator control technology and related software improvement for this system.【keywords 】wind power generators; Control; Control technology0.引言随着经济节约型社会的逐步推进，风能作为清洁的可再生能源，实现风力发电也越来越受到人们关注。
然而面对风况的可变性（锋速的大小、方向的随机性）以及风电场中风力发电机组布置的分散性，要实现风电低成本、超大规模开发利用，作为其可靠、高效运行的关键技术，控制技术需要进行不断地改进，并具有广阔的研究前景。
1.风力发电机组控制系统构成风力发电机组控制系统由本体系统和电控（总体控制）系统组成，本体系统包括空气动力学系统、发电机系统、变流系统及其附属结构；电控系统由不同的模块构成，主模块包括变桨控制、偏航控制、变流控制等，辅助模块则包括通讯、监控、健康管理控制等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
内蒙古风力发电控制技术概述及研究一、关于金风科技股份有限公司发展历史、技术特点、产品、市场占有率等方面的介绍。
金风科技股份有限公司是中国风电设备研发及制造行业的领军企业和全球领先的风电整体解决方案供应商。
公司拥有自主知识产权的直驱永磁技术，代表着全球风力发电领域最具成长前景的技术路线。
公司是中国最大、全球第二大风电设备制造商，也是全球最大的直驱永磁风机研制企业。
1、发展历史金风科技股份有限公司（简称：金风科技，英文名称：gold wind Science & Technology）成立于1998年。
1999年公司成功完成600千瓦风力发电机的研制工作。
2000年公司整体变更设立为新疆金风科技股份有限公司，开始从科研向市场转型，实现销售零的突破。
2002年公司现代化大型风力发电机组总装基地建成投产，具备了年产200台600千瓦～1兆瓦风力发电机的生产能力。
2003年金风科技成长为国内最大的风力发电设备研发和制造商，成为国际权威风电咨询机构丹麦BTM公司年度报告中唯一提到的中国风力发电机组制造企业。
2004年经国家科技部批准成立“国家风力发电工程技术研究中心”。
2005年第一台1.2兆瓦风力发电机组在达坂城风电场投入运行。
2006年金风实现国内市场占有率33%，国内排名第一，世界排名第十。
2007年，首批5台1.5兆瓦风力发电机组在达坂城风电场投入运行，金风科技在中国风电市场的占有率为25.25%，保持国内市场占有率第一。
2008年1月，金风科技风力发电机组销售订单累积3693台，总容量345.26万千瓦，项目遍布全国19个省区。
公司目前在全国设有四个总装厂，分别位于新疆乌鲁木齐（面积6000㎡）、河北隆化（面积4600㎡）、浙江温州（面积2200㎡）及广东惠来（面积3000㎡），可实现年产500台套风力机的装配与试验。
公司“十一五”将实现600kW、750kW、1.2MW、1.5MW、2.5MW系列风机的生产销售，提高风力发电机组整机性能，降低整机成本，扩大市场占有率。
使“金风”成为具有国际先进水平的中国风电产业第一品牌。
2、技术特点金风科技拥有一支近五百人的专业研发技术及管理人员队伍，制定了完善的风力发电机组设计业务流程及具有国际水平的风力发电机组设计平台，引进了多个先进的设计和工程分析软件，包括英国、美国等软件；建成了风力发电机组检测中心，拥有功率曲线测试、电能品质测试等业内领先的检测设备。
其直驱永磁技术拥有自主知识产权。
直驱永磁全功率整流技术是由风力带动的涡轮机叶轮转动直接驱动永磁同步发电机，可在无齿轮箱的情况下运作。
永磁同步发电机产生的交流电经由全功率整流器通过交－直－交转换接入电网。
直驱永磁全功率整流技术的主要优点包括：（1）发电效率高直驱永磁风力发电机组为叶轮直接驱动永磁发电机发电，无需电励磁，减少了电能损耗；没有齿轮箱等中间部件，传动链短，减少了传动损耗，提高了发电效率，在低风速环境下运行效率更高。
（2）可靠性高齿轮箱是风力发电机组运行出现故障频率较高的部件，直驱技术省去了齿轮箱及其附件，简化了传动结构，提高了机组的可靠性。
同时，机组在低转速下运行，旋转部件较少，可靠性更高。
（3）并网性能优异直驱永磁风力发电机组采用交流-直流-交流的全功率变流模式，风机侧电能与网侧电能隔绝，可按用户需要提供性能稳定的高品质电能；同时具有低电压穿越能力，可在电网干扰期间保持接入电网，更加符合电网的要求。
（4）所需备件及消耗材料较少采用无齿轮直驱技术可减少风力发电组机零部件数量，避免齿轮箱油的定期更换，降低了运行维护成本。
3、产品介绍图1-1金风机组发展历程为适应风电市场的快速增长及满足客户多元化的需求，金风科技根据不同的地理气候条件，进行差异化设计，形成了适用于高低温、高海拔、低风速、沿海等不同运行环境的风力发电机组系列。
目前，主要有600kW、750kW、1.2MW、1.5MW、2.5MW、3.0MW系列风力发电机组。
（1）金风1500kW系列图1-2金风1500kW系列GW1500kW风力发机组特点：●结构简单，提高风力发电机组的可靠性和可利用率；永磁发电技术避免机组励磁装置和励磁损失，提高整机效率；●无齿轮箱，降低机组传动机械损失，提高整机效率；并降低机组的运行维护成本；●发电机在低转速下运行，旋转部件少，可靠性高；●全功率变流，实现功率柔性控制,多重策略抑制谐波，电能品质高；●低电压穿越能力更强。
（2）金风2500kW系列图1-3金风2500kW系列GW2500kW风力发电机组特点：●机组整体设计新颖，结构紧凑，相同单机容量机组同比，具有整体重量优势，便于运输和吊装；●叶轮直接驱动发电机，转速低，噪音小，无增速齿轮箱、联轴器等传动部件，降低故障率；●自动润滑系统，维护量小，发电机无碳刷滑环，免维护；●发电能力高，电能品质优越；●采用全功率变流器，并网特性优越。
（3）金风3000kW系列图1-4金风3000kW系列GW3000kW风力发机组特点：●混合传动技术，有效减小传动系统的尺寸和重量，运行可靠性高；●发电机励磁方式结构简单，低风速发电效率高；●刹车系统改进，机组安全冗余度提高；●无碳刷结构，维护和使用成本降低；●载人电梯设计，人员维护强度减小；●全功率变流设计，具有低电压穿越能力，并网特性优越。
4、市场占有率金风科技产品在中国区项目分布已近20个省；在海外市场则跨越全球六大洲，项目分布10多个国家，已有超过200台机组完成吊装。
2006年金风实现国内市场占有率33%，国内排名第一，世界排名第十，2007年金风科技在中国风电市场的占有率为25.25%，保持国内市场占有率第一。
金风科技在2008年以后，市场占有率在华锐风电之后，退居第二。
市场占有率下降主要是由于受零部件瓶颈影响，产能未释放。
在国际市场的地位，2006年全球排名第十位，2007年的全球排名第八位。
在国际市场的开拓上，金风科技成功收购德国VENSYS能源有限公司对公司未来发展战略产生了深远的影响。
为企业提升了自主创新能力，加快国际化进程，打开国际化销售空间有重要意义。
二、试论述现有风力发电系统的拓扑结构及各自特点风力发电机组可以分为两大类：恒速恒频机组和变速恒频机组。
风力发电机并入电网运行时，要求风力发电的频率保持恒定为电网频率(在我国，电网频率为50Hz)。
恒速恒频指在风力发电中控制发电机的转速不变，从而得到频率恒定的电能；变速恒频指发电机的转速随风速变化而变化，通过一定的控制方法来得到恒频的电能。
1. 如今投入实际运行的恒速恒频机组主要分为2类：1)一类采用鼠笼式异步发电机，如图2.1所示。
并网后，在电机机械特性的稳定区内运行，异步发电机的转子速度需要高于同步转速。
当风力机传给发电机的机械功率随风速增加时，发电机的输出功率及其电磁转矩也相应增大。
一般情况下，当转子速度高于同步转速3％-5％时达到最大值，若超过这个转速，异步发电机会进入不稳定区，产生的电磁转矩反而减小，导致转速迅速升高，引起飞车。
另外，异步发电机并网运行后，在向系统输出有功功率的同时，需要从电网吸收无功功率来建立磁场，它不具有调节和维持机端电压的能力。
最后，由于转子速度的变化范围比较小，而风速经常变化，显然，风能利用系数Cp不能保持在最佳值。
图2.1采用鼠笼式异步发电机的恒速恒频机组2)另一类采用绕线式异步感应发电机，如图2.2所示。
它的特点是，采用了外接的可变转子电阻。
这种结构最初是由丹麦的Vestas公司提出来的，又称OptiSlip风力发电系统。
通过电力电子变换器调节外接转子电阻的大小，可以改变异步发电机的转差率S。
相比鼠笼式异步发电机，转差率S的变化范围变大了，可达0-10％。
然而，这种系统仍然需要从电网吸收无功功率，另外，转差功率转换成了外接转子电阻的热能损耗，没有被有效利用。
图2.2采用绕线式异步感应发电机的恒速恒频机组2. 投入实际运行的变速恒频机组也主要分为2类：1)一类是绕线转子双馈感应发电机系统，如图2.3所示。
这类系统的特点是：在绕线式异步发电机的转子上连接了一个交-直-交(AC-DC-AC)的电力电子变流器。
该变流器能够实现转子和电网之间的双向能量流动，转子侧变换器控制异步发电机，网侧变换器控制和电网的能量交换。
双馈发电机本质上是同步发电机，所以可以调节双馈发电机吸收的无功功率。
另外，双馈发电机的转速运行范围可以达到70%-130％同步转速，即其转差率S可以达到-30％～30％。
图2.3绕线转子双馈感应发电机系统2)另一类是直驱型风力发电系统，如图2.4、2.5、2.6所示。
直驱型风力发电系统中，风轮机与发电机(永磁同步发电机或绕线式感应发电机或绕线式同步发电机)直接相连，无需升速齿轮箱，但是需要直驱多级发电机，其直径较大。
首先将风能转化为频率变化、幅值变化的交流电，经过整流之后变为直流，然后经过三相逆变器变换为三相恒频恒幅交流电连接到电网。
通过中间的全功率电力电子变换装置，对系统有功功率和无功功率进行控制，可以实现最大功率跟踪，从而能够实现对风能最高效率的利用。
图2-4直驱型风力发电系统直驱式永磁同步发电机根据全功率变流器的不同又可分为：（1）不可控整流+DC/DC升压+PWM电压源型逆变器型DC/DC环节将整流器输出的直流电压提高并保持稳定在合适的范围内，使得逆变器的输入电压稳定，提高运行效率、减小谐波。
全控型器件数量较少，控制电路较简单。
图2-5直驱型风力发电系统（2）背靠背双PWM变流器型PWM整流器可同时实现整流和升压，效率较高，通过电流隔离，机侧和网侧可以实现各自的控制策略。
但是，全控型器件数量多，控制电路复杂，增加了变流系统成本。
图2-6直驱型风力发电系统三、变桨距直驱型风电机组实现功率调节的途径和方法永磁直驱式风力发电系统的整体控制框图如图3-1所示，控制系统主要分为三部分：主控制系统、变流器控制系统、变桨距控制系统。
变速恒频同步直驱风力发电机的运行可分为两个主要方式：最大功率输出运行和额定功率输出运行。
主控制器根据风力发电机组的运行工况，通过最大风能捕获算法得到发电机的功率指令来控制变流器的开关动作，从而使风力机捕获最大的风能；当风速超过额定风速时，变桨系统开始动作，避免风速太大而损坏风力机；变流器系统、变桨系统执行主控制器发给它们的控制指令。
图3-1永磁S驱式风力发电系统整体控制框图从图3-2中可以看出，在达到额定风速之前，风力发电机运行在最大功率输出模式，待达到了额定风速之后，风力发电机运行在额定功率输出模式。
图3-2 风力发电机运行曲线主控制系统的最大风能跟踪算法是保证风力机稳定运行的核心，它主要实现风力机的变速、变桨控制。
在低风速区，为实现最大风能的跟踪，风力机的转速变化与风速变化成正比，以保持最佳叶尖速比，它是通过机侧变流器的控制来实现的，而此时控制器将叶片攻角置于零度附近，不作变化；当风速超过额定风速时，风力机要限制功率的输出，保持额定功率运行，这一阶段主要通过变桨距角来控制，变桨距机构发挥作用，调整叶片攻角，将发电机的输出功率限制在额定值附近。