风力发电技术与功率控制策略
新能源风力发电中的控制技术分析
新能源风力发电中的控制技术分析摘要：随着全球气候变化问题日益严重，新能源的开发和利用已成为世界各国的共同目标。
风力发电作为一种清洁、可再生的能源，已被广泛应用于全球的各个地区。
特别是在风能资源丰富的地区，风力发电已经成为当地主要的电力来源。
然而，风力发电系统的运行过程中也存在着许多挑战。
例如，风速的不确定性和波动性会影响风力发电的稳定性和效率；风力发电机的逆功率和抗扰动能力不足可能导致系统故障等。
因此，本文将对新能源风力发电中的控制技术进行分析，以期为能源可持续发展提供支持和保障。
关键词：新能源；风力发电；控制技术风力发电是一种基于风能转换为机械能，进而将机械能转换为电能的过程。
风力发电系统的安全性和稳定性很大程度上取决于风力发电中的控制技术。
控制系统通过实时监测发电机的运行状态，根据风况、负荷等因素进行调整，从而保证发电机的稳定运行和高效输出。
因此，企业应积极探索风力发电中的控制技术，这样才能提高风力发电系统的运行效率。
由此可见，对新能源风力发电中的控制技术进行分析是非常有必要的。
1新能源风力发电中的控制技术意义1.1提高系统效率风力发电机的转速、输出功率等参数通过实时控制进行优化，可提高系统的输出电能质量，从而提高整体发电效率。
1.2优化风能利用控制技术可以通过优化控制策略，更好地适应风力发电系统的运行条件，从而提高风能利用率，降低能源损失。
1.3保护系统安全通过实时监测和控制，系统可以及时发现和处理故障，降低故障对风力发电系统的影响，确保系统安全稳定运行。
1.4智能控制和自动调度随着物联网、大数据和人工智能技术的发展，风力发电系统的智能化和自动化程度将不断提高。
通过智能控制和自动调度，可以实现更加灵活、高效的运行模式，提高系统的运行性能。
1.5适应复杂环境风力发电系统需要在各种复杂的环境条件下稳定运行，如风况不稳定、风速变化大、气候条件恶劣等。
控制技术可以帮助系统适应这些环境条件，保证系统的运行稳定性。
探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略
探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略摘要：在电力事业快速发展中，重视风力发电并网技术的应用，可实现对风力资源的有效开发与运用，践行环境保护理念的同时提升电能质量。
另外，明确不同风力发电并网技术的优劣势，并通过电压波动以及闪变抑制、增强电能消纳水平、实现电网智能化发展、机组设计改进等策略实现电能质量的控制，推进风力电网并网发展。
关键词：风力发电并网技术；应用；电能质量；控制策略引言当前，我国的风力发电技术已经有较为成熟的应用，并且已经为社会用电发挥了重要作用。
但是，风电并网会在一定程度上对电网产生影响，而且随着风电容量的不断增加，这种影响也越来越明显和严重，所以，要采取有效的方法控制这种不利影响，从而为社会提供更高质量的电能。
1风力发电技术的特点及发展状态风电主要就是将风的动能转变为电力，风能作为一种可再生的清洁能源，受到了全世界的关注。
风能本身就富有丰富的能量，比地球上可开发的水能总量高出十倍左右。
我国的风能资源十分丰富，可开发并利用的风能高达10亿千瓦。
风本身就是一种无公害的能源，且在使用过程中是取之不尽用之不竭的一种能源。
在全球范围内还存在缺水、缺燃料以及交通不便的城市，选择风力发电能规避出现的诸多能源消耗问题。
海上风电也是可再生能源发展的关键领域，同时也是推动风电技术进步及产业升级与发展的必备力量，在当前能源结构调整等诸多前提下，采用风电能够更好地促进调整的体系推进。
当前风力发电技术发展状态可以以下四点进行分析。
单机容量稳步提升。
从20世纪80年代开始，我国单机功率55kW为主要发电功率，从90年代初期开始提升为100~300kW为主要发电功率，从90年代中期开始提升为450~600kW为主要发电功率。
在持续不断地单机容量发展中能够看出，我国风力发电技术也在不断扩大；变桨调节方式替代传统失速功率调节模式。
失速功率调节模式主要存在的问题是由于风力发电组性能受到叶片失速性的影响，整体额定风速持续变高，在风速超过额定数值后发电的功率就会不断下降。
风力发电并网系统的控制和优化策略
风力发电并网系统的控制和优化策略摘要：随着绿色、环保理念逐渐深入人心，新能源技术的发展和应用在当今社会背景下越来越引起重视，风机发电技术则是新能源领域的重要发展方向。
以风力发电技术为基础，结合国家电网构建并发展并网系统，对于我国未来整体能源结构的调整是十分有利的，但应采取何种运行原理、采取何种运行措施，还需结合实际情况制定相应的控制预案并不断进行优化。
关键词：新能源技术；并网系统；风力发电引言：当前我国大力倡导绿色保护环保的理念，在这样的社会背景下，新能源的开发与充分应用更是成为社会关注的重点话题。
作为新能源的一类重要分支，如何有效开发并充分应用风力发电资源便也成为了一个重点关注问题。
并网系统是提高风力发电运行质量的有效措施，在构建或优化并网系统时，则需要基于风力发电的基本要求和运行原理来进行控制优化。
一、风力发电技术与其并网系统概述作为清洁、可再生能源的一种，风能受到了人们广泛的关注，风力发电技术也获得了很大的发展。
风力发电技术的原理是通过风能带动叶轮的旋转，带动发电机的运动进行发电。
根据现在的风机发电技术，只需要3m/s的微风便可实现发电。
相对于传统的火力发电技术，风力发电过程不需要能耗，也不会产生污染和辐射，因此获得了人们广泛的认可，尤其是近些年人们对新能源技术越来越重视，促进了风力发电技术的进一步发展。
要想风电电力能够顺利并入主电网，要求发电频率与电网频率必须保持一致。
根据风力发电所采用的技术和设备不同，可将风力发电分为恒速和变速两种形式，两种发电形式的频率都能保持稳定。
其中，恒速发电形式下对发电机运行速度要求十分严格，目前大多采用异步感应发电机技术来实现；而变速发电技术使用的则是电子变频器对发电频率进行控制。
二、风力发电并网系统的基础架构在风力发电并网系统中，微网系统是其中一个重要组成部分。
它的应用优点是当电网在运行过程中遇到了一些问题时，该系统可以对电网进行自动探测和处理。
微网主要是由小型电源负载结构、电能转换装置、储能装置等构成，在实践中，它们能够充分合理地利用输送到电网的能量，实现能量的合理分配和充分利用，从而提高电力的综合利用率。
简述变速恒频风力发电系统的控制策略
变速恒频风力发电系统的控制策略1. 引言随着可再生能源的快速发展，风力发电在新能源领域扮演着重要的角色。
变速恒频风力发电系统是一种常见的风力发电技术，它采用变频器和传感器等设备来控制风机的运行。
本文将对变速恒频风力发电系统的控制策略进行全面、详细、完整和深入的探讨。
2. 变速恒频风力发电系统的基本原理变速恒频风力发电系统由风机、变频器、传感器和控制器等部分组成。
变速恒频风力发电系统的基本原理是将风机的机械能转化为电能，并通过变频器控制输出电压的频率和电压大小。
变速恒频风力发电系统的控制策略主要包括风机的启停控制、叶片角度调节、电网同步控制和功率控制等方面。
2.1 风机的启停控制风机的启停控制是变速恒频风力发电系统控制策略的关键。
当风力较小时，系统需要启动风机以利用可用的风力资源。
启动风机时，控制器会发送启动指令给变频器，将电机的转矩逐渐增加，使风机启动加速。
当风力达到一定的阈值后，控制器会发送恒频指令给变频器，使风机保持恒定的转速。
2.2 叶片角度调节变速恒频风力发电系统通过调节叶片角度来控制风机的输出功率。
当风力较大时，控制器会通过传感器获取风机旋转速度和风速等参数，然后根据预设的功率曲线计算出应该调整的叶片角度。
调整叶片角度可以控制风机的风能利用率，使其在不同风速条件下都能输出最佳功率。
2.3 电网同步控制电网同步控制是变速恒频风力发电系统将风机的电能输出与电网相连接的关键。
在将风机的电能输出给电网之前，控制器需要检测电网的频率和电压等参数，然后将风机的输出电压调整到与电网同步。
通过电网同步控制，变速恒频风力发电系统可以保持与电网的稳定连接，并将多余的电能输送给电网。
2.4 功率控制功率控制是变速恒频风力发电系统的关键功能之一。
通过控制风机的转速和叶片角度等参数，系统可以实现对风机输出功率的精确控制。
功率控制在应对电网需求变化、风力波动等情况下起到重要作用，可保持风机输出功率在合适范围内，确保系统的安全和稳定运行。
风力发电系统运行及控制方法
风力发电系统运行及控制方法摘要：加强使用各类新能源的发展，风力发电系统作为一种新能源逐渐被应用到人们的生活和工作，利用风力发电系统不仅可以减少煤炭资源的消耗，保护环境，减少环境污染，电力供应质量可以继续为我国提供安全高效的保障。
本文主要研究风力发电系统的运行与控制。
关键词：风力发电系统；运行控制；方法前言：今天，随着技术无污染、高效发展的发展，各国都在积极探索和研究风能和其他新能源的开发，特别是在当前能源短缺的形势下。
风力发电系统的研究越来越重要。
根据各种运行方式和控制技术，风力发电系统可分为定速恒频系统和变速恒频系统，以充分利用风能。
1风力发电系统结构风力发电系统的系统结构，主要由风轮、齿轮箱、发电机和转换器设备和其他设备，风轮主要是用来捕获风能，然后进一步将捕获的风能转化为机械能，机械能可以用到人们生活中的发电中，可以利用风的能量由发电机最终完成发电，然后转移到电网实现发电的目的。
以小型风力发电系统中风力发电机为例简单介绍，小型风力发电系统主要由小型风力发电机、发电机、三相无控整流器、升压变换器、逆变器、滤波器、直流电压负载和负载局部用户部分组成。
和谐运行，促进风电系统正确运行与控制。
在风力发电系统的运行控制过程中，为了实现风力发电机组的最大功率跟踪，对变换器进行了一系列相关的控制研究。
2风力发电系统液压系统综述压力冲击应保持在最小值，压力冲击大能造成危险。
即使在电源故障恢复的情况下，也必须保证安全的工作条件。
下列外部因素不影响液压系统的运行：（1）污染介质；（2）沙尘；（3）杂质；（4）外加磁场、电磁场和电场；（5）阳光；（6）振动。
如果液压系统是保护系统的一部分，电网故障和外部极限温度不应危及系统的正常运行。
同步发电机以恒定的速度运行，它不受连接电网频率作用，也不受转矩的影响。
电网频率所规定的速度也是通常的同步速度。
异步发电机也是一种发电机，它允许一定的偏离，即偏离电网频率所规定的速度。
直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略
直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护的日益紧迫，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。
直驱式永磁同步风力发电机（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator, DDPMSG）作为一种新型风力发电技术，以其高效率、高可靠性以及低维护成本等优点，逐渐成为风力发电领域的研究热点。
本文旨在对直驱式永磁同步风力发电机组的建模及其控制策略进行深入研究。
文章将介绍直驱式永磁同步风力发电机的基本结构和工作原理，为后续建模和控制策略的研究奠定基础。
接着，文章将详细阐述直驱式永磁同步风力发电机组的数学建模过程，包括机械部分、电气部分以及控制系统的数学模型，为后续控制策略的设计提供理论支持。
在控制策略方面，本文将重点研究直驱式永磁同步风力发电机组的最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）控制和电网接入控制。
最大功率点跟踪控制旨在通过调整发电机组的运行参数，使风力发电机组在不同风速下都能保持最佳运行状态，从而最大化风能利用率。
电网接入控制则关注于如何确保发电机组在并网和孤岛运行模式下的稳定运行，以及如何在电网故障时实现安全可靠的解列。
本文还将探讨直驱式永磁同步风力发电机组的控制策略优化问题，以提高发电机组的运行效率和稳定性。
通过对控制策略进行优化设计，可以进一步减少风力发电机组的能量损失，提高风电场的整体经济效益。
本文将对直驱式永磁同步风力发电机组的建模及其控制策略进行总结，并展望未来的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，可以为直驱式永磁同步风力发电机组的实际应用提供理论指导和技术支持，推动风力发电技术的持续发展和优化。
二、直驱式永磁同步风力发电机组的基本原理直驱式永磁同步风力发电机组（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator，简称DD-PMSG）是一种将风能直接转换为电能的装置，其基本原理基于风力驱动、机械传动、电磁感应和电力电子控制等多个方面。
风力发电系统最大功率追踪控制设计
风力发电系统最大功率追踪控制设计摘要风力发电系统是一种绿色、清洁的能源系统，具有深远的社会和经济意义。
为了提高风力发电系统的能量转换效率和稳定性，本文基于最大功率追踪控制理论，设计了一种基于模糊控制的风力发电系统最大功率追踪控制策略，研究表明该控制策略具有较好的控制效果。
关键词：风力发电系统；最大功率追踪控制；模糊控制AbstractWind power generation system is a green and clean energy system with profound social and economic significance. Inorder to improve the energy conversion efficiency andstability of wind power generation system, this paper designs a maximum power point tracking control strategy based onfuzzy control theory, which has better control effect according to the research.Keywords: Wind Power Generation System; Maximum Power Point Tracking Control; Fuzzy Control1. 引言随着能源危机不断加剧和环境问题日益突出，可再生能源得到了广泛的关注和研究。
风力发电是一种绿色、清洁的能源，具有广泛的应用前景和巨大的经济效益。
然而，由于风力发电机的风速、转速和负载变化等因素的影响，风力发电系统在实际运行中会出现能量损失和不稳定等问题，因此，提高风力发电系统的能量转换效率和稳定性，是当前研究的热点和难点问题[1]。
2. 风力发电系统最大功率追踪控制风力发电系统最大功率追踪控制是指在一定的风速和负载情况下，将风力发电机中的最大功率转化为输出功率的控制过程[2]。
风电集群有功功率模型预测协调控制策略
第41卷第17期中国电机工程学报Vol.41 No.17 Sep. 5,20212021 年 9 月5 日Proceedings of the CSEE ©2021 Chin.Soc.for Elec.Eng. 5887 DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201887 文章编号：0258-8013 (2021) 17-5887-13 中图分类号：TM 73 文献标志码：A风电集群有功功率模型预测协调控制策略路朋S叶林|+,裴铭、何博宇、汤涌2,翟丙旭3，曲萤4,李卓1(1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京市海淀区100083; 2.电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司），北京市海淀区100192; 3.国网冀北电力有限公司，北京市西城区100053; 4.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西省太原市030001)Coordinated Control Strategy for Active Power ofWind Power Cluster Based on Model Predictive ControlL U Peng1,Y E Lin1 ,PEI M i n g1,H E B o y u1,T A N G Yon g2,Z H A I Bingxu3,Q U Ying4,LI Z h u o1(1. College of Information and Electrical Engineering, China Agricultural University, Haidian District, Beijing 100083, China;2. State Key Laboratory of Power Gird Safety and Energy Conservation (China Electric Power Research Institute), Haidian District,Beijing 100192, China; 3. State Grid Jibei Electric Company Limited, Xicheng District, Beijing 100053, China;4. State Grid Corp of China Shanxi Electric Power Research Institute, Taiyuan 030001, Shanxi Province, China)ABSTRACT: The uncertainty of large-scale wind power will cause a large deviation in wind power tracking control commands, which will lead to over-limit power transmission sections. The traditional control approach is difficult to effectively alleviate the power fluctuation caused by wind power randomness. Therefore, a coordinated control strategy of wind power cluster based on model predictive control (MPC) was proposed. The strategy was based on the ultra-short-term wind power prediction information that includes the current time state and the future 4 times states, and then a dynamic grouping strategy based on the power change trend factor was developed in wind farms. Further, a rolling time-domain optimization control strategy of wind power clusters was established, which can realize the typical condition control of wind power clusters such as up-regulation control, early warning control, down-regulation control, and emergency control. Finally, a simulation test platform for real-time control of the wind power cluster was developed, and the actual data of the wind power cluster in north China was used as an example for test. The results showed that the proposed control strategy can not only guarantee the safety of wind power transmission line, but also alleviate the wind power fluctuation.KEY WORDS: wind power cluster; model predictive control; coordinated control strategy摘要：大规模风电的不确定性会造成其有功功率跟踪控制指 令偏差大，导致输电断面功率越限，传统控制方法难以有效基金项目：国家电网有限公司科技项目(5100-20丨955009A-0-0-00); 国家自然科学基金项目(51977213)。
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风力发电技术与功率控制策略
随着社会经济的快速发展，人们对能源的需求越来越大，传统的能源供给面临巨大的压力。
风力发电技术的出现，极大地缓解了社会生产中的能源需求问题。
相对于传统能源来说，风能的开发利用不仅成本低、环保性以及安全性高，且风能还是可再生能源。
现如今，对风能的开发与利用主要是依靠风力发电。
风力发电机在对风力进行转化的时候，转化率并不是特别高，很难使风力能源得到充足的利用，因此，很多专家学者纷纷加强了对风力利用率提高技术的研究与开发。
本文主要对风力发电技术进行分析，并对风力发电技术功力控制措施进行探讨。
风力发电技术的原理就是采用风力发电机，来将风能转化为电能。
现如今，随着风力发电技术应用范围的不断扩大，风力发电技术也逐渐趋于完善，且受到了更加广泛的应用。
采用风力来进行发电的主要优势有：占地面积小、储存量充足等。
就目前来看，虽然风力发电的成本略低于太阳能发电，但是却比传统的火力发电要高出很多，因此，怎样对风力发电的成本进行控制，也是当下所面临的一个重要问题，风力发电中的功率控制也是一种核心技术。
1 风力发电技术概述
1.1 风力发电技术原理
风力发电技术是一种能把风力能源转化为电力能源的技术，其转化过程就是先将风能转化为机械能，然后再将机械能转化为电能，风能转化为机械能需要由风轮来实现，而机械能转化为电能则需要由发电系统以及相关控制系统来实现。
其主要原理就是，风力带动风轮的转动，而风轮的转动则就是机械能，再由风轮转动所产生的机械能来带动发电机组的运行，进而产生电能。
风力发电机的种类有很多，其中应用最为广泛的就是水平轴式风力发电机，这一发电机主要由以下构件及系统组成：塔架、叶片、齿轮箱、发电机、主轴以及控制系统等。
1.2 风力发电的特点
近年来，随着风力发电应用的逐渐增多，风力发电行业也取得了快速发展，当下，全世界风电装机容量已经达到了四千亿MW。
风力发电技术之所以能够得到越来越广泛的应用，主要是因为其本身所具有的一系列特点。
风力能源是一种可再生能源，可以说是取之不竭用之不尽的，有着非常充足的能源支持；风力发电系统的建设周期比较短，且装置的灵活性比较高，在风力较多的地方，可以
快速建起风力发电系统，且能够快速投入运行；风力发电系统的操作比较简单，且不会占据大量的建设面积，在实际运行过程中不会对周边环境带来污染。
2 风力发电技术的现状
如今，随着我国科技领域的不断发展，风力发电技术也得到了广泛的应用。
风力发电的基本原理就是利用风能设备，把因为温差产生的空气流动不断的向电能转化。
实际上就是采用空气中的风能，来带动风轮中的叶片转动，之后再由叶片的转动，来带动发电设备的运转，从而使机械能转化为电能。
风力发电技术的特点主要表现在：
（1）就风力发电技术的装机规模来说，有逐年增大的趋势，利用风能进行发电的数量比例也在逐年增加。
风力发电的发电机的单机容量同样在增长。
海上风力发电厂的发展趋势越来越商业化。
就海上风力发电来说，具有的特点是风力稳定，受到外界的干扰比较少，风速也比较高，发电量相对比较大，在海上进行风力发电能够很好的利用发电机组来进行。
风力发电的建设游资成本比较高，但是其运营费用相对不高。
世界风力涡轮发电市场的增长速度比较快，利用风力发电已经在发电行业中占据了重要的地位，在市场上各种风力涡轮发电设计技术具有明显的不同，一个主要的区别就是发电系统的不同和风力涡轮结合的不同[3]。
（2）一项新技术在风力发电行业上得到广泛应用，就能更好的利用风力提供能量，这种新技术就是风速来决定大电机的转速，这样一来，发电机捕获的能量会更高，也比较容易控制其有功功率和无功功率。
3 风力发电技术的基本趋势
3.1 风力发电容量逐渐增大
风力发电的快速发展主要体现在发电容量的不断增加，当下，很多风力发电机的容量都已经超过了1MW，甚至有些发电机已经达到了5MW。
如今，有些发达国家已经研发出了7MW 容量以上的风力发电机，而美国则开始了10MW 容量的风力发电机。
从当下的发展趋势来看，在五十年后，风力发电机的容量很可能会达到50MW。
3.2 逐步发展海上风电
当下，大多数风力发电系统都是建立在陆地上的，海上的风力发电系统则非常少，而那些风力发电技术比较成熟的国家，都已经开始了海上风力发电系统的
建设。
海上风力发电系统的原理与陆地上的发电系统原理并没有什么区别，但是海上的风力要比陆地上的风力大很多，能够使风能得到更加高效的转化。
当下，我国正在开展对海上风力发电的研发。
3.3 不断提高发电效率
现如今，随着科技水平的不断提高，风力发电技术水平也在逐渐提高，但是就目前来看，很多风力发电设备的使用寿命都比较短，且风力发电设备的价格都比较高，再加上日常的维修与更换，会产生大量的资金成本。
所以，当下的风力发展技术已经逐渐向高发电效率的方向发展，以提高发电效率为发展目标。
4 风力发电功率控制策略
4.1 风力发电机变桨距控制
风力发电机组的安装结构可以分为两种，一种是定桨距风力发电机，一种是变桨距风力发电机。
定桨距风力发电机是将叶片直接固定在轮毂上，在实际运行的时候，叶片不会出现角度上的变化。
而变桨距风力发电机在实际运行的时候，桨叶会自动对功率进行调节。
其具体表现在以下两个方面：一，变桨距发电机在叶片与轮毂的连接上选择的是非刚性连接方式，这种连接方式能够使叶片在运行过程中进行角度的调整，能够根据风速来对叶片与轮毂之间的角度进行调整。
在实际运行的时候，不管风速是快还是慢，风力发电机组都能够保持良好的取风角度，能够有效提高风力发电功率。
二，当风力过大，超过风力发电机额定风力的时候，风力发电机组就会停止运行，且桨叶能够对风力发电机起到一定的保护作用。
4.2 风力发电机偏航控制
在整个风力发电机控制系统中，偏航控制系统是非常重要的。
在风力发电机实际运行的时候，偏航控制系统能够使机组的协调性大大提高，能够确保风轮时刻保持最佳的取风状态，从而使风力发电机组的发电效率得到有效提高，同时，还能有效提高发电过程的安全性，防止安全事故的发生。
4.3 风力发电机控制
为了使风力发电技术与功率得到有效的控制，应当采用风力发电机来对输出功率进行控制。
当下，很多风力发电系统建设中都是采用的双馈异步风力发电机。
这种发电机最大的优势就是能够根据风力的大小，来对自身功率进行调整，能够
使风力发电机时刻保持良好的运行状态，进而提高风力能源的利用率。
此外，双馈异步风力发电机在实际运行的时候，可以对馈入电流参数进行控制，能够为风力发电机运行的稳定性提供有效的保障。
在实际工作中，为了使风力发电机的输出功率得到进一步提高，对风力发电技术进行了深入的研究，并对风力发电机的功率控制进行了探讨。
通过对风力发电机变桨距、偏航系统以及风力发电机的控制，能够有效提高风力发电机的输出功率。