風能控制系統(tǒng)綜述報告

1、風能控制系統(tǒng)綜述(同濟大學電子與信息)摘要：介紹了風能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)特點，明確了風能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；介紹了風能作為新能源的應用范圍以及對環(huán)境的影響情況；介紹了風能作為眾多能源之一的經(jīng)濟性，并展望了未來風電的發(fā)展前景。：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；應用范圍；經(jīng)濟性；發(fā)展趨勢0 引言隨著能源日益枯竭，環(huán)境不斷，風能作為一種高效清潔無污染的新能源逐漸引起人們的重視，已成為致力于可再生能源利用國家面對能源的共同選擇，經(jīng)過近年的飛速發(fā)展，已成為我國三大能源之一，風力發(fā)電技術(shù)也隨之得到迅猛發(fā)展 1 。本文從總體上簡要介紹了風能控制系統(tǒng)的一些技術(shù)內(nèi)容以及風能的應用和效果，并展望了風力發(fā)電的未來發(fā)展趨勢。1 風

2、能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)風能控制系統(tǒng)的基本目標分為四個層次：保證風力發(fā)電機組安全可靠運行；獲取最大能量；提供良好的電力質(zhì)量；延長機組?？刂葡到y(tǒng)組成主要包括各種傳感器、變距系統(tǒng)、運行主控制器、功率輸出單元、無功補償單元、并網(wǎng)控制單元、安全保護單元、通訊接口電路、單元。具體控制內(nèi)容有：信號的數(shù)據(jù)、處理，變槳控制、轉(zhuǎn)速控制、自動最大功率點控制、功率因數(shù)控制、偏航控制、自動解纜、并網(wǎng)和解列控制、停機制動控制、安全保護系統(tǒng)、就地監(jiān)控、?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：2 風能控制系統(tǒng)特點風能控制系統(tǒng)是將風能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量:風力發(fā)電是將風能轉(zhuǎn)化為電能，風力提水是將風能轉(zhuǎn)化為勢能，風力致熱則是將風能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。由于自然

3、風速的大小和方向隨化，導致風力發(fā)電機的運行情況要頻繁的隨機切換，容易引起控制系統(tǒng)的暫態(tài)響應變差。同時，由于位于機艙頂部的風速測量儀測得的風速是不精確的，且和風輪旋轉(zhuǎn)平面所受到的有效風速有很大差別2，導致控制系統(tǒng)要有很強的自動控制和計算能力。此外，風力資源豐富的地區(qū)通常都是邊遠地區(qū)或是海上，分散布置的風力發(fā)電機組通常要求能夠無人值班運行和，對風能控制系統(tǒng)的自動化程度和可靠性提出了很高的要求。風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)是綜合性控制系統(tǒng)。它不僅要監(jiān)視電網(wǎng)、風況和機組運行參數(shù)，對機組運行進行控制。而且還要根據(jù)風速與風向的變化，對機組進行優(yōu)化控制，以提高機組的運行效率和發(fā)電量。3 應用范圍風能的應用有很多，

4、主要有風力提水、風力發(fā)電、風帆助航以及風力致熱。3.1 風力提水現(xiàn)代風力提水機根據(jù)用途可分為兩類：一類是高揚程小流量的風力提水機，用于提取深井水；一類是低揚程大流量的風力提水機，用于提取河水。3.2 風力發(fā)電風力發(fā)電主要分三種形式。（1）獨立運行方式，通常是一臺風力發(fā)電機向一戶或幾戶用戶供電，使用蓄電池儲能；（2）風力發(fā)電與其他發(fā)電方式相結(jié)合，向一個或村莊供電；（3）風力發(fā)電并入常規(guī)電網(wǎng)運行，常常是一處風場安裝幾十甚至幾百臺風力發(fā)電機，向大電網(wǎng)提供電力。風帆助航已經(jīng)在萬噸級貨船上采用電腦控制的風帆助航，節(jié)油率達 15%風力致熱在高緯度的歐洲、提供了能量。地區(qū)，風力給家中取暖、熱水加熱以及部分工

5、業(yè)熱能風能屬于清潔的新型能源，為能的一種形式，只要不滅，風能就取之不盡。據(jù)估計全世界可利用的風能約為 10 億千瓦，比水利資源多 10 倍。且不會排放任何有害氣體或產(chǎn)生任何廢物，基本不污染，具備綠色環(huán)保的特點。但同時，風能也有弊端，會產(chǎn)生噪聲污染，對風場周圍的生物健康有一定影響。4 經(jīng)濟性截至目前，我國的風電每千瓦的綜合造價在七八千元，而風電場年利用小時數(shù)一般為 2700 小時，部分地方達到 3200 小時，風電成本在 0.45-0.70 元/千瓦時，且投資少，建成后 成本低，使用時間長。35 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著世界各國經(jīng)濟的發(fā)展，對能源的需求量逐年增大，而風電作為最具有開發(fā)前景的新能源和再生能源之一，已成為各國持續(xù)關(guān)注的焦點。目前風電產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展趨勢有如下幾條:（1）單機的容量增大。（2）定槳距向變槳距變速發(fā)展。（3）雙饋主導，直驅(qū)引領(lǐng)。（4）風電場向常規(guī)電廠發(fā)展。（5）陸上向海上發(fā)展。1此外，控制系統(tǒng)開始向智能化發(fā)展，模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制方法也在的用于其中。6 結(jié)語對于的能源、環(huán)境污染等問題，大力發(fā)展風能等可清潔能源就具有重要的意義和價值，值得更加深入的研究和探索。參考文獻1234，張新房，風力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢A 風力發(fā)電控制問題綜述A徐風電工程技術(shù)及經(jīng)濟性分析ATomonobu Sen