新能源發(fā)電與控制技術 復習題

第13頁共13頁第1頁共13頁填空題一次能源是指直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉換的各種能量和資源。二次能源是指由一次能源經(jīng)過加工轉換以后得到的能源產(chǎn)品。終端能源是指供給社會生產(chǎn)、非生產(chǎn)和生活中直接用于消費的各種能源。典型的光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏陣列、蓄電池組、控制器、電力電子變換器和負載等組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)按電力系統(tǒng)終端供電模式分為獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。風力發(fā)電系統(tǒng)是將風能轉換為電能，由機械、電氣和控制3大系統(tǒng)組合構成。并網(wǎng)運行風力發(fā)電系統(tǒng)有恒速恒頻方式和變速恒頻方式兩種運行方式。風力機又稱為風輪，主要有水平軸風力機和垂直軸風力機。風力同步發(fā)電機組并網(wǎng)方法有自動準同步并網(wǎng)和自同步并網(wǎng)。風力異步發(fā)電機組并網(wǎng)方法有直接并網(wǎng)、降壓并網(wǎng)和通過晶閘管軟并網(wǎng)。風力發(fā)電的經(jīng)濟型指標主要有單位千瓦造價、單位千瓦時投資成本、財務內(nèi)部收益率、財務凈現(xiàn)值、投資回收期和投資源利潤率。太陽的主要組成氣體為氫80%和氦19%。太陽的結構從中心到邊緣可分為核反應區(qū)、輻射區(qū)、對流區(qū)、和太陽大氣。太陽能的轉換與應用包括了太能能的采集、轉換、儲存、傳輸、與應用。光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板、控制器、和逆變器3大部分組成。太陽電池主要有單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池、非晶硅太陽電池、碲化鎘太陽電池、與銅銦硒太陽電池5種類型。生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。天然氣是指地層內(nèi)自然存在的以碳氫化合物為主體的可燃性氣體。燃氣輪機裝置主要由燃氣輪機、壓氣機和燃燒室3部分組成。自然界中的水體在流動過程中產(chǎn)生的能量，稱為水能，它包括位能、壓能和動能3種形式。水能的大小取決于兩個因素：河流中水的流量和水從多高的地方留下來。簡答題簡述能源的分類？固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、核能、電能、太陽能、生物質(zhì)能、風能、海洋能、地熱能。一次能源、二次能源，終端能源，可再生能源和非可再生能源，新能源與常規(guī)能源，商品能源與非商品能源。什么是一次能源？一次能源是指直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉換的各種能量和資源。什么是二次能源？二次能源是指由一次能源經(jīng)過加工轉換以后得到的能源產(chǎn)品。簡述新能源及主要特征。新能源是指技術上可行，經(jīng)濟上合理，環(huán)境和社會可以接受，能確保供應和替代常規(guī)化石能源的可持續(xù)發(fā)展能源體系。廣義的新能源包含兩個方面：1、新能源體系包括可再生能源和地熱能，氫能，核能；2、新能源利用技術，包括高效利用能源，資源綜合利用，替代能源，節(jié)能等。5.從廣義化概念講，新能源利用主要包括哪3個方面的內(nèi)容？答：①綜合利用能源。以提高能源利用效率和技能為目標，加快轉變經(jīng)濟增長方式；②替代能源。以發(fā)展煤炭潔凈燃燒技術和煤制油產(chǎn)業(yè)為目標，降低對石油進口的依賴；③新能源轉換。大力發(fā)展以可再生能源為主的新能源利用體系，調(diào)整、優(yōu)化能源結構。簡述分布式能源及主要特征。由下列發(fā)電系統(tǒng)組成，這些系統(tǒng)能夠在消費地點或很近的地方發(fā)電，并具有：高效地利用發(fā)電產(chǎn)生的廢能生產(chǎn)熱和電；現(xiàn)場端德可再生能源系統(tǒng)；包括利用現(xiàn)場廢氣、廢熱及多余壓差來發(fā)電的能源循環(huán)利用系統(tǒng)。

特征：高效性、環(huán)保性、能源利用的多樣性、調(diào)峰作用、安全性和可靠性、減少國家輸配電投資、解決邊遠地區(qū)供電。簡述風產(chǎn)生的原理。風是地球上的一種自然現(xiàn)象，是太陽能的一種轉換形式，它由太陽輻射熱和地球自轉、公轉和地表差異等原因引起的，大氣是這種能源轉換的媒介。地球表面被大氣層所包圍，當太陽輻射能穿越地球大氣層照射到地球表面時，太陽將地表的空氣加溫，空氣受熱膨脹后變輕上升，熱空氣上升冷空氣橫向切入，由于地球表面各處受熱不同，使大氣產(chǎn)生溫差形成氣壓梯度，從而引起大氣的對流運動，風是大氣對流運動的表現(xiàn)形式。簡述風力發(fā)電機組的分類。從風輪軸的安裝形式上：水平軸、垂直軸；按功率：微型、小型、中型、大型；按運行方式：獨立運行、并網(wǎng)運行。簡述變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略。低于額定風速時，跟蹤最大風能利用系數(shù)，以獲得最大能量；高于額定風速時，跟蹤最大功率，并保持輸出功率穩(wěn)定。風力同步發(fā)電機組的并網(wǎng)條件有哪些？波形相同、幅值相同、頻率相同、相序相同、相位相同。影響風力發(fā)電場發(fā)電量的因素主要有哪些？風能資源；風力發(fā)電機的排列

；發(fā)電機的選擇；風力發(fā)電場的運行管理水平。簡述光伏發(fā)電系統(tǒng)的孤島效應。當分散的電源如光伏發(fā)電系統(tǒng)從原有的電網(wǎng)中斷開后，雖然輸電線路已經(jīng)斷開，但逆變器仍在運行，逆變器失去了并網(wǎng)賴以參考的公共電網(wǎng)電壓，這種情況稱之為孤島效應簡述光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤控制。實時檢測光伏陣列的輸出功率，采用一定的控制算法預測當前工作狀態(tài)下光伏陣列可能的最大功率輸出，通過改變當前的阻抗來滿足最大功率輸出的要求，使光伏系統(tǒng)可以運行于最佳狀態(tài)生物質(zhì)能通常包括哪六個方面？1）木材及森林廢棄物；2)農(nóng)作物及其廢棄物；3）水生植物；4）油料植物；5）城市和工業(yè)有機廢棄物；6）動物糞便。利用生物質(zhì)能主要有哪幾種方法？1）直接燃燒；物化轉換；生化轉換；植物油利用等方式。簡述我國發(fā)展和利用生物質(zhì)能源的意義及發(fā)展。拓寬農(nóng)業(yè)服務領域、增加農(nóng)民收入；2）緩解我國能源短缺、保證能源安全；3）治理有機廢棄物污染、保護生態(tài)環(huán)境；4）廣泛應用生物技術、發(fā)展基因工程。發(fā)展：高效直接燃燒設備和技術，薪材集約化綜合開發(fā)利用，生物質(zhì)能的利用，城市生活垃圾的開發(fā)利用，能源植物的開發(fā)；簡述我國生物質(zhì)能應用技術主要哪幾個方面發(fā)展？1）高效直接燃燒技術和設備；2）薪材集約化綜合開發(fā)利用；3）生物質(zhì)能的液化、氣化等新技術開發(fā)利用；4）城市生活垃圾的開發(fā)利用；5）能源植物的開發(fā)。簡述燃氣輪機的工作原理。壓氣機將空氣壓縮后送入燃燒室，再跟燃料混合后燃燒，產(chǎn)生大量的高溫高壓氣體，高溫高壓燃氣被送入封閉的輪機裝置內(nèi)，并膨脹，推動葉片使機軸轉動。小型燃氣輪機發(fā)電的主要形式有哪幾種？1）簡單循環(huán)發(fā)電；2）前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)或發(fā)電；3）聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)；4）整體化循環(huán)；5）核燃聯(lián)合循環(huán)；6）燃機輔助循環(huán)；7）燃氣煙氣聯(lián)合循環(huán)；8）燃氣熱泵聯(lián)合循環(huán)；燃料電池——燃氣輪聯(lián)合循環(huán)我國水力資源有哪些特點？1）水力資源總量較多，但開發(fā)利用率低；2）水力資源分布不均，與經(jīng)濟發(fā)展不匹配；3）大多數(shù)河流年內(nèi)、年際徑流分布不均；4)水力資源主要集中于大江大河，有利于集中開發(fā)和規(guī)模外送。典型的水電站主要由哪幾部分組成？1）水工建筑物：包括大壩，引水建筑物和泄水建筑物；2）水輪發(fā)電機組：水輪機，發(fā)電機，主軸及控制系統(tǒng)等；3）廠房；4）變電所；輸電線。

分析問答題分析雙饋異步發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理?？刂婆_控制臺增速箱風力機雙饋式變速恒頻風力發(fā)電機轉子側變流器電網(wǎng)側變流器定子電壓定子電流轉子電壓轉子電流電機轉速電力系統(tǒng)變壓器驅(qū)動電路驅(qū)動電路基于微處理器的變速恒頻調(diào)速系統(tǒng)圖1雙饋異步發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機的定子直接接在電網(wǎng)上，轉子繞組通過集電環(huán)經(jīng)AC—AC或AC—DC—AC變頻器與電網(wǎng)相連，通過控制轉子電流的頻率、幅值、相位和相序?qū)崿F(xiàn)變速恒頻控制。為實現(xiàn)變速，當風速變化時，通過轉速反饋系統(tǒng)控制發(fā)電機的電磁轉矩，使發(fā)電機轉子轉速跟蹤風速的變化，以獲得最大風能。為實現(xiàn)恒頻輸出，當轉子的轉速為n時，因定子電流的頻率f1=pn/60+-f2，由變頻器控制f2，以維持f1恒定。當發(fā)電機轉子轉速低于同步速時，發(fā)電機運行在亞同步狀態(tài)，此時定子向電網(wǎng)供電，同時電網(wǎng)通過變頻器向轉子供電，提供交流勵磁電流；當發(fā)電機轉子轉速高于同步速時，發(fā)電機運行在超同步狀態(tài)，定、轉子同時向電網(wǎng)供電；當轉子轉速等于同步轉速時，發(fā)電機運行在同步狀態(tài)，f2=0，變頻器向轉子提供直流勵磁，定子向電網(wǎng)供電，相當于一臺同步發(fā)電機從廣義化概念講，新能源利用主要包括哪3個方面的內(nèi)容？綜合利用能源。以提高能源利用效率和技術為目標，加快轉變經(jīng)濟增長方式。

2）替代能源。以發(fā)展煤炭潔凈燃燒技術和煤制油產(chǎn)業(yè)為目標，降低對石油進口的依賴。

3）新能源轉換。大力發(fā)展以可再生能源為主的新能源體系，調(diào)整、優(yōu)化能源結構。分析籠型異步發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。圖2籠型異步發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)其定子繞組通過AC—DC—AC變頻器與電網(wǎng)相連，變速恒頻策略在定子電路中實現(xiàn)。當風速變化時，發(fā)電機的轉子轉速和發(fā)電機發(fā)出的電能的頻率隨風速的變化而變化，通過定子繞組和電網(wǎng)之間的變頻器將頻率變化的電能轉換為與電網(wǎng)頻率相同的電能分析同步發(fā)電機的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。（圖3-44）圖3同步發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)為了解決風力發(fā)電機中的轉子轉速和電網(wǎng)頻率之間的剛性耦合問題，在同步發(fā)電機和電網(wǎng)之間加入

AC—DC—AC變頻器，可以使風力發(fā)電機工作在不同的轉速下，省去調(diào)速裝置。而且可通過控制變頻器中的電流或轉子中的勵磁電流來控制電磁轉矩，以實現(xiàn)對風力機轉速的控制，減小傳動系統(tǒng)的應力，使之達到最佳運行狀態(tài)。其中Pw為風力機的輸入功率；Pa為發(fā)電機的輸入功率；If為勵磁電流。分析無刷雙饋異步發(fā)電機的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。圖4無刷雙饋異步變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)磁場調(diào)制型無刷雙饋異步發(fā)電機的定子中的功率繞組直接與電網(wǎng)相連，控制繞組通過變頻器與電網(wǎng)相連。P*和Q*分別為有功功率和無功功率的給定值，功率控制器根據(jù)功率給定與反饋值及頻率檢測信號按一定的控制規(guī)律輸出頻率和電流的控制信號。其轉子轉速隨風速的變化而變化，以保證系統(tǒng)運行在最佳工況下，提高風能轉化的效率。當發(fā)電機的轉速變化時，由變頻器來改變控制繞組的頻率，以使發(fā)電機的輸出頻率與電網(wǎng)一致。試分析大功率點跟蹤控制（MPPT）的控制算法中擾動觀察法的尋優(yōu)過程，畫出其控制流程。OO△UPjPdPmaxPdPjPU△U圖5擾動觀察法實現(xiàn)MPPT的過程根據(jù)光伏陣列工作時不間斷地檢測電壓擾動量，即根據(jù)輸出電壓的脈動增量（+@U）的輸出規(guī)律，測得陣列當前的輸出功率Pd，而被儲存的前一時刻輸出功率被記憶為Pj，若Pd>Pj，則U=U+@U;若Pd<Pj，則U=U—@U。

試分析大功率點跟蹤控制（MPPT）的控制算法中增量電導法的實現(xiàn)過程。NNNYYNNNYYY開始檢測光伏陣列輸出電壓Un、電流IndU=0？dI/dU=-I/U?dI/dU>-I/U?Ur-△UUrUr+△UUrdI=0?dI>0?Ur-△UUrUr+△UUrUb=UnIb=In結束圖6增量電導法的MPPT控制算法流程答：由光伏陣列的P-U曲線可知，當輸出功率P為最大時，即Pmax處的斜率為零，可得，整理可得，即為光伏陣列達到最大功率點的條件，即當輸出電壓的變化率等于輸出瞬態(tài)電導的負值時，光伏陣列即工作于最大功率點。增量電導法就是通過比較光伏陣列的電導增量和瞬間電導來改變控制信號，需要對光伏陣列的電壓和電流進行采樣。Un,In為檢測到光伏陣列當前電壓、電流值，Ub,Ib為上一控制周期的采樣值。程序讀進新值后先計算其與舊值之差，在判斷電壓差是否為零；若不為零，在判斷式是否成立，若成立則表示功率曲線率為零，達到最大功率點；若電導變化量大于負電導值，則表示功率曲線斜率為正，Ur值將增加；反之Ur將減少。再來討論電壓差值為零的情況，這時可以暫不處理Ur，進行下一個周期的檢測，直到檢測到電壓差值不為零。下圖（圖5-4）所示為沼氣內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)的典型工藝流程，試分析此工藝流程。儲氣罐儲氣罐沼氣沼氣熱水冷水污泥消化池加熱蒸汽排氣給水泵消音器交流發(fā)電機冷卻器供氣泵污泥投入口軟水池沼氣發(fā)動機消化池沸熱鍋爐沼氣鍋爐蒸汽平衡箱給水預熱器蒸汽送出圖典型的沼氣內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)的工藝流程答：構成沼氣發(fā)電系統(tǒng)的主要設備有沼氣發(fā)電機組、消化池粗氣罐、供氣泵、沼氣鍋爐、發(fā)電機和熱回收裝置。沼氣經(jīng)脫硫器由貯氣罐供給燃氣發(fā)電機組，從而驅(qū)動與沼氣內(nèi)燃機相連接的發(fā)電機而產(chǎn)生電力。沼氣發(fā)電機組排出的冷卻水和廢氣中的熱量通過熱回收裝置進行回收后，作為沼氣發(fā)生器的加溫熱源。從廢水處理廠出來的污泥進入一次消化槽和二次消化槽，在消化槽中產(chǎn)生的沼氣首先經(jīng)脫硫器進入球形貯氣罐，然后由此輸送入沼氣發(fā)電裝置中。作為發(fā)電機組燃料的沼氣中甲烷的含量必須高于50%，不必要進行二氧化碳的脫除，因為少量二氧化碳對發(fā)電機組有利，使其工作平穩(wěn)，減少廢氣中有毒物的含量。從發(fā)電裝置出來的廢沼氣進入熱交換器中，將熱量釋放出來，用來加熱進行厭氧發(fā)酵的污泥，從而提高沼氣的發(fā)生率。畫出垃圾焚燒發(fā)電控制的系統(tǒng)框圖，并分析其工作原理。答：控制系統(tǒng)中的總協(xié)調(diào)控制器需要對垃圾焚燒全過程進行控制，包括控制方式的確定，并將逆變器控制的方式下達逆變控制器，將燃燒狀態(tài)和要求下達燃燒控制器，起到整體的協(xié)調(diào)作用。逆變控制器采集公司電網(wǎng)的電壓和相位等信號，并控制三相SPWM逆變器，實現(xiàn)同步并網(wǎng)，將發(fā)動機所發(fā)出的交變電能換成與電網(wǎng)同頻率、同相位的交流電后，通過逆變匹配變壓器輸送到公共供電網(wǎng)絡。而燃燒控制器采集相關的垃圾焚燒爐的溫度、鍋爐溫度與壓力、蒸汽輪機的轉速及工作狀態(tài)，并控制焚燒爐排的進給速度，保持焚燒系統(tǒng)的穩(wěn)定。下圖（圖6-4）所示為微型燃氣發(fā)電機組控制與電源變換系統(tǒng)的總體結構，試分析介紹其系統(tǒng)組成和工作原理。用用戶負載K1500-1200Hz400-900v100kw三相AC/DC變換器50Hz/400v100kw三相變壓器燃料閥燃料增壓器電動機三相AC/DC變換控制器DC/DC可逆變電路燃機控制器3kWh540V蓄電池三相DC/AC變頻器變頻控制微型燃機發(fā)電機400Hz/400v100kw三相AC/DC變換器人機操作界面燃料增壓器電動機400Hz/400v100kw三相AC/DC變換器圖微型燃氣發(fā)電機組控制與電源變換系統(tǒng)的總體結構答：系統(tǒng)主要由微型燃機、燃料增壓泵、中頻發(fā)電機、大功率變頻電源、蓄電池、雙向DC--AC變換器、三相輸出隔離變壓器、自動控制系統(tǒng)和人機監(jiān)控操作界面等環(huán)節(jié)構成。原理：在開機啟動階段，先斷開斷路器K2、使用戶負載與逆變電源變壓器一次側隔離，閉合斷路器K1，將100kw三相DC--AC變換器的輸出和發(fā)動機相連，利用DC--AC變換器將蓄電池的直流電逆變成三相中頻交流電啟動中頻發(fā)電機，此時發(fā)動機工作在電動狀態(tài)，驅(qū)動微型燃機渦輪起動；100kw的三相主AC--DC變換器采用晶閘管可控整流模式，起動時控制系統(tǒng)將晶閘管觸發(fā)延遲角a推到1800，使晶閘管處于截止狀態(tài)，100kw三相AC--DC變換器停止變換，蓄電池通過雙向DC--AC變換器向100kw三相DC--AC變換器提供直流電源，由變換器把直流電逆變?yōu)?~500Hz、400V的交流電，驅(qū)動發(fā)動機工作于電動運行模式，帶動微型燃機軟起動。起動結束后K1斷開，發(fā)動機從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，輸出500~1200Hz、400~900V的三相中頻交流電至100kw三相DC--AC變換器；經(jīng)AC--DC變換器可控整流為幅值恒定的直流電源，再經(jīng)電容濾波后，由100kw三相主DC--AC變換器將直流電壓逆變換為50Hz、400V的工頻電源；待完成起動系統(tǒng)穩(wěn)定工作后，K2閉合，主DC--AC逆變器通過三相隔離變壓器將50Hz、400V的工頻電能提供給用戶負載或并入公共電網(wǎng)；此后，雙向DC--AC變換器從直流母線獲取電能向蓄電池充電，蓄電池由放電轉為充電蓄能狀態(tài)，為下次起動儲備能量。試分析潮汐能發(fā)電原理（圖8-1）?；鶞拭娓叨嚷涑睍r低潮高時間潮漲潮差潮落高潮高漲潮時圖潮汐過程線闡述電力系統(tǒng)中無功補償?shù)淖饔眉俺Ｓ梅椒āＷ饔茫?）減少電力損失，2）改善供電品質(zhì)、提高功率因數(shù)；3）延長設備壽命。B、方法：1）低壓個別補償。根據(jù)個別需要將單臺或多臺低壓無功補償設備分散地與用電設備并接；2）低壓集中補償。將低壓無功補償設備通過低壓開關接在配電變壓器低壓母線側，根據(jù)低壓母線上的無功負載直接控制無功補償設備的投切；3）高壓集中補償。指無功補償設備直接裝在變電所6~10KV高壓母線上的補償方式。1、繪制變槳距風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)框圖，并分析變槳距調(diào)節(jié)3個控制過程的基本原理。變槳距風力發(fā)電機組變槳距調(diào)節(jié)的3個控制過程：起動時的轉速控制，額定轉速以下（欠功率狀態(tài)）的不控制和額定轉速以上（額定功率狀態(tài)）的恒功率控制。a.起動時的轉速控制變距風輪的槳葉在靜止時，槳距角β為90o，當風速達起動風速時，槳葉向0o方向轉動，直到氣流對槳葉產(chǎn)生一定的攻角，風力機獲得最大的起動轉矩，實現(xiàn)風力發(fā)電機的起動b.額定轉速以下（欠功率狀態(tài)）的控制為了改善低風速時的槳葉性能，近幾年來，在并網(wǎng)運行的異步發(fā)電機上，利用新技術，根據(jù)風速的大小調(diào)整發(fā)電機的轉差率，使其盡量運行在最佳葉尖速比上，以優(yōu)化功率輸出。c.額定轉速以上（額定功率狀態(tài)）的恒功率控制當風速過高時，通過調(diào)整槳葉節(jié)距，改變氣流對葉片的攻角，使槳距角β向迎風面積減小的方向轉動一個角度，β增大，功角α減小，如圖所示。從而改變風力發(fā)電機組獲得的空氣動力轉矩，使功率輸出保持在額定值附近，這時風力機在額定點的附近具有較高的風能利用因數(shù)。2、繪制太陽能電池的工作原理示意圖，并分析其工作原理。太陽能電池的原理是基于半導體效應的光伏效應，將太陽輻射直接轉換為電能。所謂光伏效應是指物體在吸收光能之后，其內(nèi)部能傳導電流的載流子分布狀態(tài)和濃度發(fā)生變化，由此產(chǎn)生出電流和電動勢的效應。而且在這種發(fā)電過程中，光伏電池本身不發(fā)生任何化學變化，也沒有機械磨損，因而在使用中無噪聲、無氣味，對環(huán)境無污染。當光照射到pn結上時，產(chǎn)生電子--空穴對，在半導體內(nèi)部P-N結附近生成的載流子沒有被復合而到達空間電荷區(qū)，受內(nèi)部電場的吸引，電子流入n區(qū)，空穴流入p區(qū)，結果使n區(qū)儲存了過剩的電子，p區(qū)有過剩的空穴。它們在p-n結附近形成與勢壘方向相反的光生電場。光生電場除了部分抵消勢壘電場的作用外，還使p區(qū)帶正電，N區(qū)帶負電，在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動勢，從而產(chǎn)生電能。5.分析同步發(fā)電機的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。答：為了解決風力發(fā)電機中的轉子轉速和電網(wǎng)頻率之間的剛性耦合問題，在同步發(fā)電機和電網(wǎng)之間加入AC—DC—AC變頻器，可以使風力發(fā)電機工作在不同的轉速下，省去調(diào)速裝置。而且可通過控制變頻器中的電流或轉子中的勵磁電流來控制電磁轉矩，以實現(xiàn)對風力機轉速的控制，減小傳動系統(tǒng)的應力，使之達到最佳運行狀態(tài)。其中Pw為風力機的輸入功率；Pa為發(fā)電機的輸入功率；If為勵磁電流。5.分析無刷雙饋異步發(fā)電機的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。答：磁場調(diào)制型無刷雙饋異步發(fā)電機的定子中的功率繞組直接與電網(wǎng)相連，控制繞組通過變頻器與電網(wǎng)相連。圖中P*和Q*分別為有功功率和無功功率的給定值；功率控制器根據(jù)功率給定與反饋值及頻率檢測信號按一定的控制規(guī)則輸出頻率和電流的控制信號。無刷雙饋發(fā)電機的轉子的轉速隨風速的變化而變化，以保證系統(tǒng)運行在最佳工況下，提高風能轉化的效率。當發(fā)電機的轉速變化時，由變頻器來改變控制繞