发电技术论文范文

发电技术论文范文（精选6篇）

发电技术论文 第1篇

太阳能光伏发电论文太阳能发电论文太阳能路灯论文.txt熬夜，是因为没有勇气结束这一天；赖床，是因为没有勇气开始这一天。朋友，就是将你看透了还能喜欢你的人。本文由lvyanbing01贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

国内电力科技信息

广西电力建设科技 信息 2008 年第 1 期(总 122 期)年底, 我省风电装机容量已达到 50 万 kW。在酒泉市, 年风力发电量已达 8 亿 kW h, 风电装 机容量占全国的五分之一, 成为全国五大风力发电场之一。

转载自 中国电力 网!? 2008-02-19 2010 年苏沪沿海将建成百万千瓦级风电基地

国家发改委网站公布了我国 可再生能源发展# 十一五? 规划!。规划!指出, # 十一五?期 间, 我国将在经济较发达的江苏、上海、福建、山东和广东等沿海地区加快开发利用风能资源, 尤其在苏沪沿海连片建设大型风电场, 形成百万千瓦级风电基地。而根据我国可再生能源发 展# 十一五?规划, 2010 年苏沪沿海地区风电装机容量达到 100 万 kW 以上。根据 规划!, 推动百万千瓦风电基地建设、持风电设备国产化和进行近海风电试验, 是# 十 一五?期间我国发展风电的重点。其中, 将在苏沪沿海、河北张家口坝上、甘肃安西和昌马、内 蒙古辉腾锡勒和吉林白城等风能资源条件好、电网接入设施完备、电力负荷需求大的地区兴建 百万千瓦级风电基地。在风能资源和电力市场优良的地区建成数十个 10 万 kW 级的大型风 电场。规划!强调, 在进行大型风电场、特别是百万千瓦风电基地建设时, 要支持风电设备国产 化。具体做法是, 重点扶持几个技术创新能力强的国内风电设备整机制造企业, 全面提高国产 风电设备零部件的技术水平和制造能力。同时建立国家级试验风电场, 支持风电设备检测和 认证能力建设。根据最新风能资源评价成果, 全国陆地上的技术可开发风能资源约 3 亿 kW。2003 年以 来, 国家组织开展了全国风能资源评价和风电场选址工作, 同时实施了风电特许权项目。政府 承诺落实电网接入系统和全额接受风电发电量, 以上网电价和风电设备的本地化率为条件, 通 过招标选择投资者。# 十五?时期实施了三期招标工作, 确定了总装机容量 160 万 kW 的风电 项目。为了加快风电的规模化发展, 国家采取了特许权招标方式推进大型风电项目建设, 并促进 风电设备本地化生产和风电技术的自主创新。截至 2005 年底, 全国已建成并网风电场 60 多 个, 总装机容量达到 126 万 kW, 为风电的大规模发展奠定了基础。

转载自 中国电力 网!? 2008-03-19 海南太阳能发电潜能抵 51 个三峡电站

日上午, 海南省政协委员孙业生在政协海南省五届一次会议大会发言时呼吁: 大规模 5 广西电力建设科技信息 2008 年第 1 期(总 122 期)国内电力科技信息

推广开发太阳能光伏产业, 把海南建设成为一个独具光伏产业特色的岛屿和人居环境。打造海南光伏岛 孙业生在题为 借太阳之能举全省之力打造海南# 光伏岛?!的发言中说, 据预测, 全世界石 油储量只够开采 30~ 40 年, 天然气约 60 年。能源安全日益上升到国家安全的高度。各国纷 纷开发清洁环保的新能源以解决能源危机。而海南省无论是太阳能、风能、潮汐能等清洁能源的储量都相当丰富, 尤其是太阳能, 是海 南省最适宜大规模开采的清洁能源。据建设部有关资料显示, 我省年均日照天数 225 天, 一年 光照时长可达 2400h 以上, 太阳年总辐照量 4500~ 5800M J/ m 2。如果一年到达海南地表的太 阳能都被利用来发电的话, 则一年可发电 43750 亿 kW h, 比 51 个三峡水电站一年的发电总 量还要高。推广使用清洁能源 孙业生委员在发言中也指出, # 我省发展太阳能经济的基础较好, 在全省推广使用清洁能 源, 可行性很高。? 据调查, 目前, 海南省生产、组装太阳能热水器的厂家有 20 多家, 省内大部分高档酒店、宾 馆, 以及医院等热水需求量大的单位, 普遍安装了太阳能热水器。一些企业积极利用太阳能技 术解决能源需求, 比如中国城拟用屋顶安装太阳能光伏发电系统, 将其改造成为低能耗示范建 筑。太阳能路灯也走上了市政道路和一些公共场所、三亚市政交通站改造安装建设了太阳能 候车亭 % %我省# 十一五?发展规划, 提出大力发展新能源技术;省# 十一五?科技发展规划, 也 将开发利用太阳能资源列入重点发展专项。孙业生委员说, 海南丰富的太阳能资源吸引了不少有远见的企业。比如排名全球第三、中 国第一的无锡尚德太阳能公司, 目前正积极与海南拓成太阳能有限公司开展合作, 计划在我省 建设光伏电站。目前, 省发改厅已同意两家公司联合在三亚建设 15MW、洋浦 10MW、海口 10MW 光伏并网电站。建议发展光伏产业 孙业生提出了发展太阳能光伏发电产业的建议: 全面进行全省太阳能资源的普查评估。尽快制定海南光伏产业发展的总体规划, 争取把太阳能作为海南省未来的支柱能源;加大对太 阳能利用知识的普及, 加强公众环境教育, 在全社会形成利用新能源、保护环境的良好氛围;制 定优惠的产业政策, 扶持太阳能产业发展。研究制定海南省太阳能产业发展规划、措施, 将光 伏发电等大型的利用太阳能的建设项目纳入省级财政预算和计划, 科学制定合理资金比例和 增长速度以保障太阳能产业的可持续发展;选择起点高、技术能力强的太阳能企业, 扶持其发 展成为太阳能光伏发电的龙头产业。在今年内, 积极协助海南省企业争取将其三地 35M W 光 伏并网电站建设列入国家 300M W 的光伏发电总体规划, 以获得国家资金支持;有选择性地建 设太阳能示范小区、示范街道、太阳能示范建筑, 大力推广使用太阳能路灯、太阳能热水器、太 阳能空调等;建立太阳能利用技术研发中心。

转载自 海南日 报!? 2008-01-29 6 1

发电技术论文 第2篇

摘要：太阳是一项很重要的可再生能源，在现行世界能源与环境危机的大背景下，太阳能的应用价值日益凸显。作为太阳能应用的一项重要技术，光伏发电发展前景十分可观，而我国的光伏产业又面临着前所未有的机遇和选择。文章将结合技术经济理论和方法，从技术、企业、产业和国家这四个不同的方面，对我国的光伏产业进行深入探讨，促使我国的光伏产业向着又好又快的方向稳步前进。

关键词：光伏发电;经济分析;发展预测

太阳能是地球能源的基本来源，因此，如何更好地利用太阳光发电，是人类一直面临的一个棘手的问题。太阳能是一项清洁性、安全性的能源，资源的来源广泛且充足，而且其具有很长的寿命，也不像其他能源那样，需要经常维护。基于这些其他能源不具备的特点，光伏能源被视为21世纪最有利用价值的能源。自上个世纪50年代，太阳能的应用已经从太阳能电池发展到如今太阳能光伏集成建筑等多个不同的领域。纵观全世界的光伏产业，也历经了半个世纪的发展，进入到21世纪之后，我国的光伏产业也渐渐地步入了高速的发展时期。因此，本文将以市场分析为基础，由四个方面来深入探讨技术经济：技术、企业产业、国家。

一、光伏产业的优点

光伏产业是一项绿色又环保的能源，因此被看作是一项战略性的朝阳性产业，各国给予光伏发电的很高的重视程度，并给予大力的扶持，原因如下：

1.《京都议定书》给予各国以压力，迫使各国政府落实积极开发各项清洁型能源，包含太阳能在内，这样有利于减少温室气体的排放。

2.中东是全球的石油主产区，因此，中东地区的政治趋势一直处于一种紧张的状态。为了保证稳定的能源供应，各国政府不得不大力开发国内能源，其中包含太阳能在内。

3.像石油、煤炭这些矿物能源在渐渐枯竭，各国政府不得不积极开发包含太阳能在内的可再生能源，这样才能使能源长期供应。基于以上几个原因，在上世纪末的最后十年，全国光伏发电产业以每年百分之二十的速度高速增长。在新千年以后的三十年中，全球光伏发电产业以每年百分之三十的速度高速增长。光伏能源是可再生能源中一项独具潜力的能源，它的重要性和战略性日益凸显，世界各国积极出台相关政策和法律鼓励光伏产业。自来，世界各国尤其是美、日、德这些西方发达国家逐步推出了大型国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划，这在一定程度上推动了世界光伏产业的发展，世界光伏产业是比IT产业发展还快的产业。作为一项可再生清洁能源，在21世纪前半期，光伏发电将发展成最重要的基础能源。

二、光伏发电成本分析

(一)光伏发电成本和影响因素

光伏发电的成本，直接决定了其能否大规模的快速发展，和其在能源供应中的地位。光伏发电的成本主要受两方面因素的影响：光伏发电总成本以及总发电量。光伏发电成本主要是受初始投资的影响，诸如运行维护费、税收等因素则对系统的发电成本影响较小。1.初始投资。光伏电站的初始投资主要包含光伏组件、电缆、配电设备、并网逆变器等成本，在这其中，光伏组件投资的成本就占初始投资的一半以上。2.发电量。光伏发电系统的发电量受两个因素影响：太阳能资源、太阳发电的效率，与此同时，也受运行方式、线路耗损等因素的影响。因此，在中国与建筑结合在一起的光伏发电系统大多安装在东部沿海地区。3.单位电量成本。(也称度电成本)

(二)多种类型的光伏发电系统度电的成本分析

中国光伏发电市场的起步并不早，主要开展了投资补贴、特许权招标等项目，一些技术的经济分析并不能恰当地反映出成本所在，本文主要结合一些典型的运电站数据来分析。

1.聚光光伏电站的单位投资成本是比晶硅光伏要高的，聚光光伏电站度电成本比薄膜光伏电站要低，但仍然比大规模地面晶硅光伏电站要高一些。

2.薄膜光伏电站的单位成本比晶硅光伏电站的成本要低，但它的效率也低，而度电成本比晶硅光伏电站高。

(三)光伏发电系统度电成本的变化趋势

光伏系统的成本包含太阳电池组件、功率控制、组阵系统平衡、间接费用这四个部分。在这其中，组阵系统平衡涵盖了支撑组件的框架和支架、电线、基础土建和土地的使用费等。功率控制分为两个方面，逆变器和电器控制系统。简介费用包含涵盖了工程建设的管理费、工程设计费、建设期中的利息、意外的费用、运费等等。目前，制约光伏发电规模化发展的一大因素就是成本过高。随着电池效率的`提高、组件成本的下降以及寿命的延长，光伏发电的成本和平价上网的水平相近，因此，光伏发电非常具有发电的竞争力。一些国际机构对未来光伏发电的系统度电成本做出了预测：现如今，中国并网光伏的发电单位的初始投资成本大约为15/W，光伏发电装机的容量是3GW。按照中国发电产业现有的发展趋势来看，在技术提升和装备国产化的大前提下，每年的投资成本会有百分之十的下降。按照《可再生能源“十二五”规划》的要求，到年底，中国太阳能光伏发电的装机容量已经达到14GW。预计到年底，太阳能光伏发电的装机容量会达到40GW，到2030年年底，装机容量会达到200GW。根据测算结果来看，20中国光伏发电的单位投资成本也大概是11元/W，20将会下降至10元/W，2030年会出现大幅下降，降至4元/W。太阳电池成本的下降，不仅仅是依靠技术进步，规模化的生产也在一定程度上降低了成本，使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系统平衡需要的构建成本也有了明显的下降。目前微电网的发电技术仍处于深入研究的阶段，虽然成本还是很高，但伴随着技术的不断革新和进步，成本也会逐步降低，未来光伏发电技术的前景是巨大的。年前，全球光伏发电的市场还是主要集中于欧盟地区，占到的比例约为百分之四十，~2020年，光伏发电在法国、德国、西班牙、意大利等国的地位逐步提升。2020年之后，光伏发电的新兴市场主要是中国、美国、巴西等国，光伏发电技术是重要的可再生能源发电技术。

三、光伏发电发展前景分析

1.多种光伏电池技术争相发展，第一代晶硅电池具有高校、低廉、使用广泛的主要用途，为市场主导。第二代薄膜电池成本低、耗能少，发展前景良好。第三代新型太阳能电池效率高但价格昂贵，目前仍处于探索阶段。

2.光伏微电网发电技术的发展方向是高成本和低稳定性光伏微电网是用光伏发电当作最主要的电源，它可以和其他的储能装置配合，直接在用户负荷周围供电，典型的微电网是可以脱离主网运行的，也可接到主网上运行，这样可以减少配电投资，大大减少了太阳能间歇性对用户带来的影响，这比较适合成本较高的边远山区和对供电有高可靠性的用户使用。

四、发展光伏产业的建议

综上所述，发展我国的光伏产业已经变得刻不容缓了。我国光伏产业的健康稳步发展，是与国家产业政策的宏观调控分不开的，国家各项政策的颁布和落实，将在很大程度上推动我国光伏产业的发展。

1.政府要做好带头作用，设立光伏产业发展的专项经费，更要在资金、电价、税收等方面制定相应的优惠政策，大力扶持。

2.技术上既要自主研发，又要学会技术引进，也可以和国内研究共同公关，建立健全一套创新的技术体系。

3.要以政府作为主导，多元化投资，建立一套完整的产业链，多方参与、共担风险，以更高的水平进行光伏技术师范建设项目。

4.努力培养国内的光伏市场，制定一套具体的分摊上网电价的实施细则，。5.对光伏产业的发展做出合理的规划。对行业标准的制定要加速，提升光伏产业在未来产业中的竞争力。

五、总结

总而言之，太阳能光伏发电是绿色、环保的可再生能源，光伏发电技术的发展前景非常可观，在2030~2050年间，光顾能源和常规能源在价格上会有真正的竞争力出现，因此，这必将成为我国多能互补能源中非常重要的组成部分。我国的光伏产业需要在市场的规范、设备国产化、提高技术支持、产业链的发展等方面继续努力。只有这样，中国的太阳能光伏产业才能跻身世界前列。

参考文献：

[1]曹石亚,李琼慧,黄碧斌.光伏发电技术经济分析及发展预测[J].中国电力,(08).

[2]冯百乐.光伏发电在建筑中应用的技术经济和选型分析[J].山西建筑,2012(20).

[3]陈贶,王亮,王满仓.不同容量光伏发电单元的技术经济对比分析[J].有色冶金节能,(03).

[4]刘江建筑.屋顶太阳能光伏发电项目的分析研究[J].能源与节能,2014(06).

发电技术论文 第3篇

关键词：光伏发电,控制,最大功率跟踪,孤岛效应检测

0 引言

光伏发电系统中的控制问题主要体现为以提高发电效率和品质为目标进行蓄电池充放电控制和逆变器控制。在独立光伏发电系统和光伏风力混合发电系统中, 必须配置起储存和动态调节电能作用的蓄电池, 蓄电池充放电控制是提高蓄电池寿命和光伏发电系统效率的关键技术之一。对并网型光伏发电系统, 控制的关键是在实现光伏阵列最大功率点跟踪 (MPPT) 的同时, 控制并网逆变器将光伏阵列输出的直流电能逆变为与电网同频率、同相位、同幅值的交流电能。

本文阐述了光伏发电系统中蓄电池充放电控制器及并网逆变控制器的基本结构和工作原理, 综述了光伏阵列MPPT控制算法及并网光伏发电系统孤岛效应检测技术的现状与发展, 展望了光伏发电控制技术发展趋势。

1 光伏储能蓄电池充放电控制

以蓄电池为储能单元的光伏储能部分构成如图1所示。

图1中, 光伏阵列输出的直流电能经充电主电路馈入蓄电池, 蓄电池则经放电主电路输出直流电能, 控制器通过检测蓄电池端电压给主电路发出是否继续充、放电的控制指令, 以免蓄电池过充电或过放电。光伏储能蓄电池充放电控制器主要有串联型、并联型 (旁路型) 、多路控制型、PWM型等几种结构[2,3,6]。

并联型、串联型控制器多用于小型光伏系统。并联型控制器在光伏阵列输出端并接了由电力电子开关器件控制通断的放电支路, 当蓄电池充满时, 电力电子开关器件开通旁路放电回路, 实现“过充电保护”。而串联型控制器在蓄电池充电电压超过设定的限制值时, 则通过关断串联在光伏阵列与蓄电池之间的电力电子开关器件防止蓄电池过充电。在10kW以上的光伏系统中, 将光伏阵列分成多个支路 (各支路的最大充电电流为10～20 A) 对蓄电池充电的多路控制型控制器得到了普遍应用[3]。

PWM型充电控制器的主电路 (buck, boost) 与并联型、串联型控制器类似, 但其主开关器件 (多用IGBT, POWER MOSFET) 工作在PWM模式, 通过控制其导通脉宽, 控制充电电压或电流, 可实现包括均衡充电、快速充电、浮充电的3阶段充电方式, 且具有MPPT能力, 逐渐成为中、大型光伏系统储能蓄电池充电控制器的主流。

针对传统独立光伏发电系统中蓄电池直接与直流母线相连接的局限, 文献[7]提出了一种新的独立光伏发电系统能量流动管理控制策略, 其将光伏阵列输出的宽范围直流电压经单向DC-DC (buck) 变换器转换为稳定的直流母线电压以供负载所需, 多余或不足的能量则通过双向DC-DC (buck/boost) 变换器控制蓄电池充放电电流进行动态调节, 根据光伏阵列和蓄电池的工作状态, 控制2个变换器协调工作, 可使系统高效稳定运行, 且动态响应快[7]。

蓄电池建模是对其充放电分析与控制的基础。随着研究的深入, 在图2所示理想蓄电池等效模型 (图中US, RS分别为蓄电池充满电时的开路电压、内阻) 的基础上, 出现了计及蓄电池状态变化非线性因素的一阶、三阶、四阶和优化动态模型[2,8]。

鉴于计及蓄电池内部电化学反应复杂性和非线性的等效模型在精确和实用之间存在矛盾, 出现了黑箱模型、多层感知器模型、BP神经网络模型等映射模型及自适应结构模型等具有自学习功能的模型[2], 显示出现代控制理论、智能控制理论在数学模型难以精确建立的蓄电池充放电控制中的广阔应用前景。

2 光伏发电并网控制

2.1 光伏并网逆变器控制

光伏并网逆变器的控制目标是将光伏阵列输出的直流电能逆变为电压幅值、频率、相位与电网一致且输出电流谐波小的高品质交流电能并入电网, 为提高逆变器动态响应速度以满足MPPT要求及简化控制方法, 光伏并网逆变器一般采用电压源输入、电流源输出的控制方式[5,9]。并网电流控制有间接电流控制、直接电流控制两种基本方式, 其中, 间接电流控制通过调节逆变器输出电压的幅值、相位使其并网电流为给定参考电流, 动态响应较慢;直接电流控制则基于电流反馈控制将并网电流控制成所期望的大小和波形, 因其具有动态响应快等优点, 成为研究热点。

目前, 有如下几种直接电流PWM控制方法[5,9]:1) 滞环PWM电流控制, 其将正弦参考电流信号与逆变器输出的瞬时电流反馈值比较, 当误差大于设定的滞环宽度时, 滞环比较器产生相应控制逆变器主开关器件的开关信号, 从而将逆变器输出电流跟踪正弦参考电流的误差控制在滞环宽度内, 该方法存在提高跟踪精度和减小开关损耗的矛盾;2) 空间矢量脉冲宽度调制 (SVPWM) 电流控制, 其经电流调节器的运算获得相应的参考电压空间矢量, 通过SVPWM控制模式使三相桥式逆变器合成空间电压矢量跟踪参考电压空间矢量, 实现并网电流控制, 其具有开关损耗小、输出电流谐波小等优点;3) 滞环SVPWM电流控制, 这是一种将滞环PWM电流控制和SVPWM电流控制有机结合的PWM新方法。

在单级式光伏并网系统中, 常采用双闭环控制, 其中, 功率环为外环以实现MPPT;网侧交流电压和电流采样、电压同步、PWM及逆变器主开关驱动信号放大为内环, 以实现并网逆变器的控制目标[11]。

在两级式光伏并网系统中, 前级DC-DC变换器实现MPPT;后级DC-AC变换实现维持直流母线电压恒定及并网逆变器的控制目标, 其常采用电压、电流双闭环控制, 即电压外环控制直流母线电压, 其调节器输出为电流内环的线电流参考给定幅值信号, 电流内环实现并网电流的跟踪控制[5,10]。

三相光伏并网逆变器常采用电压型全桥结构, 其主电路与采用PWM控制变流器构成的常规有源电力滤波器 (APF) 相同, 因此可将无功检测和补偿控制与光伏并网发电控制统一控制, 使其同时向电网提供有功、无功[10]。文献[10]基于DSP, 在30kVA光伏并网功率调节器实验样机中实现了光伏并网和无功补偿的统一控制;文献[11]提出了一种可实时补偿本地负载无功电流的单级式三相光伏并网系统, 其采用了具有功率前馈控制的改进MPPT算法和基于单周期控制PWM算法的逆变输出电流控制。

由于光伏并网逆变器实际存在非线性, 常规的线性控制策略难以取得优良的动态性能, 故状态反馈线性化[12]、滑模控制[9]等非线性控制策略在光伏并网逆变器控制中得到了应用, 不依赖于数学模型的神经元控制、模糊控制等智能控制技术应用前景广阔。

2.2 孤岛效应检测[1][5][14,15]

常用的并网保护功能有电压、电流、频率保护和孤岛保护等[2]。

孤岛检测是伴随分布式发电迅速发展而产生的安全检验措施, 其始于光伏发电并网研究[14]。孤岛现象是指由于电气故障、误操作或自然因素等原因使得电网中断供电时, 光伏并网发电系统仍然向周围负载供电, 形成一个电力公司无法掌控的自给供电孤岛[15], 此时, 由于逆变器持续供电, 使相连的电网仍然带电, 可能对维修人员造成危险;另外, 逆变器失去了并网赖以参考的电网电压, 电压和频率不能控制, 可能损坏用电设备。因此, 光伏并网逆变器应具备自动检测孤岛的功能, 且一旦检测到处于孤立发电状态应立即将逆变器脱离电网。

孤岛检测技术主要是侦测光伏并网逆变器输出电压幅值、频率、相位因电网失效引起的变化, 分被动式 (无源) 、主动式 (有源) 检测两类。其中, 被动式检测通过监测公共耦合点电网运行状态参数 (电压幅值、频率、相位、谐波等) 波动是否超出正常范围来判断有无孤岛发生, 该类方法简单易行、对电网无干扰、对输出电能品质无影响, 但当光伏发电系统输出功率接近本地负载时, 电网断电后公共耦合点的电网运行状态参数变化很小, 监测电压幅值、频率、相位的被动式孤岛检测方法失效[14]。

主动式检测法是为了克服被动式检测法的局限而提出的, 其通过在光伏并网逆变器输出电流中主动施加幅值、频率、相位的小扰动, 检测公共耦合点电网电压的幅值、频率、相位的变化情况以判断孤岛效应是否发生, 其中, 电流干扰法对并网电流幅值施加固定周期的扰动, 检测电网电压幅值是否变化;输出功率扰动法控制光伏发电系统周期性地输出有功或无功扰动, 监测系统电压幅值或频率的变化是否超出设定的限值;主动频率偏移法 (AFD) 通过周期性地对光伏并网逆变器输出电流引入微小频率偏移量, 检测公共耦合点的电压频率变化是否超出允许的范围;滑模频率偏移法 (SMS) 与AFD法类似, 两者区别在于SMS法在逆变器输出电流中引入了微小相位角偏移量;文献[15]提出了电压前馈正反馈扰动孤岛检测法, 使公共耦合点电压趋于不稳定, 通过欠压/过压检测判断孤岛是否发生, 可消除传统检测方法中存在的盲区。主动检测法检测速度较快、检测盲区较小, 但降低了光伏发电系统输出电能质量, 其中, AFD法应用较多。文献[14]提出一种施加电流幅值干扰的改进AFD法, 并结合被动式检测法中的过/欠压和过/欠频保护检测孤岛效应, 减少了对电网正常运行的影响和检测盲区;在AFD法中, 频率扰动量需要兼顾减小检测盲区和减少并网电流谐波进行选择, 文献[5]提出一种变反馈系数的正反馈AFD法, 其频率偏差的反馈系数随频率偏差变化而改变, 当电网正常运行时选取较小的频率扰动量, 发生孤岛效应时则按设定的变系数非线性增加频率扰动量。

3 光伏阵列MPPT算法[2][5][16,17,18,19]

光伏阵列是具有非线性输出特性的直流电源, 其输出电压、电流受日照强度、温度、负载等的影响很大。图3为某光伏阵列对应不同温度T, 照度S的输出特性 (图中最大功率输出点用星号标记) 。图3表明, 照度、温度分别主要影响输出电流、电压, 对应一定的照度、温度, 光伏阵列均对应一个可能的最大功率输出点, 随着照度、温度的变化, 调整负载的伏安特性使其相交于光伏阵列对应伏安特性上的最大功率点, 即可实现光伏阵列MPPT。

常用的MPPT算法主要有如下几种:

1) 恒定电压法 (CVT) :图3 (a) 表明, 在一定温度下, 不同照度所对应的最大功率点电压Umax近似不变, 故CVT法采用跟踪恒定电压Umax的方法近似实现MPPT。

2) 扰动观察法 (P&O) :其依据是在一定照度S、温度T下, 光伏阵列的输出功率特性P (S, T) 为凸函数, 在有的文献中该方法也称为爬山法 (HC) , 其周期性地对光伏阵列的输出电压施加小偏移 (扰动) , 比较扰动前后输出功率的大小, 若功率向增大方向变化则在下一周期继续按相同方向施加扰动, 否则按相反方向施加输出电压扰动。

3) 增量电导法 (INC) :其依据与P&O法相同, 即光伏阵列的输出功率 (P) 对输出电压 (U) 的导数在最大功率点处为零, 即

整理式 (1) , 得

式 (2) 即为最大功率点运行的判据。INC法通过比较光伏阵列的电导增量 (dI/dU) 和瞬时电导 (I/U) 判断其是否运行在最大功率点并确定下一周期的扰动方向。

P&O法结构简单, 被测参数少, 容易实现, 故应用广泛, 但系统会在最大功率点附近振荡运行, 环境快速变化时有较大功率损失且可能误判;INC法的优点是在照度迅速变化时, 光伏阵列输出电压可平稳跟踪其变化, 且稳态振荡也小于P&O法。

PWM型的DC-DC变换器是光伏阵列实现MPPT的物质基础, 通过调整PWM信号的占空比调节DC-DC变换器的输入与输出关系, 以最优匹配光伏阵列的负载, 实现MPPT, 这就是基于占空比扰动的MPPT方法, 其以占空比为控制变量, 通过比较当前功率与上一周期的功率, 决定占空比的增减。

针对光伏阵列输出特性的非线性、数学模型难以精确建立的特点, 智能控制方法及滑模控制等非线性控制策略被引入MPPT。

文献[18]在占空比扰动法中, 引入模糊/PID双模控制, 以抑制光伏阵列输出功率在最大功率点振荡, 减少能量损失。文献[5]在BOOST型光伏直流变换器中, 采用基于变结构模糊控制的占空比扰动法实现MPPT, 其将光伏阵列的输出功率电压曲线分为3个区, 在不同区采用不同的模糊控制器, 以提高系统MPPT的响应速度并减少稳态功率振荡。文献[19]利用3层前传神经网络建立了光伏阵列最大功率点识别模型, 该模型在线计算输出当前光伏阵列最大功率运行点对应的最优输出电压作为逆变器闭环控制的给定信号, 以控制逆变器实时输出光伏发电系统的最大功率。

4 展望

1) 光伏阵列、储能蓄电池及光伏发电系统整体动态仿真建模是研究光伏发电控制策略的基础。局部阴影对光伏阵列表面有影响条件下的光伏阵列建模需要深入研究[5]。

2) MPPT是提高光伏发电系统效率的关键, 现有MPPT算法在跟踪精度、跟踪速度方面有待改进, 光伏阵列数学模型的优化和模糊控制、人工神经网络控制等智能控制是光伏发电MPPT研究的发展方向, 多种MPPT方法的集成控制及将太阳跟踪技术、MPPT集为一体的双重跟踪技术[20]值得深入研究。

虽然两级式光伏并网发电系统因MPPT、逆变并网控制可以解耦, 控制算法简单, 而得到广泛应用, 但多级变换会引起更多损耗, 限制了系统效率。随着电气信息技术的发展, 单级式光伏并网发电系统因只有一个能量变换环节而引起的控制难点正逐渐被克服, 单级式光伏并网发电系统已成研究热点[11]。

3) 具有无功补偿功能的光伏并网系统对于减轻电网无功负担、改善电能品质有重要意义, 光伏并网及无功补偿统一控制是光伏并网逆变器控制重要的研究课题[10,11]。

4) 状态反馈线性化、滑模控制等非线性控制及神经元控制、模糊控制等智能控制技术在光伏并网逆变器控制中应用前景广阔。

5) 侦测指标研究和判断方法的改进是孤岛检测技术的研究热点[1], 被动式与主动式孤岛检测方法的集成需进一步研究, 基于知识经验的智能控制方法在孤岛检测中具有应用前景。

发电技术的革命 第4篇

海上风力发电论文 第5篇

【摘要】丹麦在风力发电领域占有领导地位目前丹麦有世界上最大的海上风电场。根据丹麦政府能源计划法案中的第21条，2030年以前海上风电装机将达到4吉瓦，加上陆地上的1.5吉瓦，丹麦风力发电量将占全国总发电量的50%，与此对照一下，年中，丹麦风电总装机容量仅为1.1吉瓦。

20世纪70年代石油危机以后，开始了风能利用的新时代。在一些地理位置不错的陆地上，风能的开发具有一定的经济价值，而人们在另外一个前沿，发现开发风力发电的经济性也相当不错：海上风能。世界上很多国家开始制定计划，考虑开发海上风电场。海上风电场的风速高于陆地风电场的风速，但海上风电场与电网联接的成本比陆地风电场要高。综合上述两个因素，海上风电场的成本和陆地风电场基本相同。

兆瓦级的风机，廉价的基础以及关于海上风条件的新知识更加提高了海上风电的经济性。研究人员和开发者们将向传统的发电技术进行挑战，海上风力发电迅速发展成为其它发电技术的竞争对手。

海上风电场的开发主要集中在欧洲和美国。大致可分为五个不同时期：

欧洲对国家级海上风电场的资源和技术进行研究(1977～1988年)；

・欧洲级海上风电场研究，并开始实施第一批示范计划(1990～19)；

・中型海上风电场(1991～年)；

・大型海上风电场并开发大型风力机(～)；

・大型风力机海上风电场(20以后)。

一、丹麦的风力发电

1.丹麦的第21条计划

丹麦在风力发电领域占有领导地位目前丹麦有世界上最大的海上风电场。根据丹麦政府能源计划法案中的第21条，2030年以前海上风电装机将达到4吉瓦，加上陆地上的1.5吉瓦，丹麦风力发电量将占全国总发电量的50%，与此对照一下，1998年年中，丹麦风电总装机容量仅为1.1吉瓦。

丹麦电力系统中共计5.5吉瓦的风电装机意味着风力发电将会阶段性过量地满足丹麦电力系统的需求。因而，在未来，丹麦的海上风力发电场将会成为以水电为基础的斯堪的纳维亚电力系统中不可分割的一部分。

丹麦计划法案对4吉瓦的海上风电投资共计480亿克郎(约合70亿美元)，这将成为世界上风电中最大的投资。

2.丹麦海上风力发电时间表

丹麦电力公司已经申请了750兆瓦海上风场的建设计划，根据时间表，在2027年之前，丹麦风电装机将达4吉瓦，第一阶段在建一个比哥本哈根海岸风电场稍小一点的40兆瓦海上风电场。

丹麦电力公司给环境和能源大臣的报告确定了丹麦海域四个适合建风电场的区域，其蕴藏量达8吉瓦。选择这些区域的理念很简单：出于对环境的考虑，委员会只对那些为数不多且偏远的水深在5～11米之间区域的容量关心。所选的这些地区必须在国家海洋公园、海运路线、微波通道、军事区域等之外，距离海岸线7到40千米，使岸上的视觉影响降到最低。最近，对风机基础深入的`研究表明，在15米水深处安装风机比较经济，这意味着丹麦海域选择的风电场潜藏容量达16吉瓦。

二、风机的海上基础

海上风能面临的问题主要是削减投资：海底电缆的使用和风机基础的构建使海上风能开发投资巨大。然而，风机基础技术，以及兆瓦级风机的新研究至少使水深在15米(50英尺)的浅水风场和陆地风场可以一争高下。总的说来，海上风机比邻近陆地风场风机的输出要高出50%，所以，海上风机更具吸引力。

1.较混凝土便宜的钢材

丹麦的两个电力集团公司和三个工程公司于～间首先开始对海上风机基础的设计和投资进行了研究，在报告中提出，对于较大海上风电场的风机基础，钢结构比混凝土结构更加适合。所有新技术的应用似乎至少在水深15米或更深的深度下才会带来经济效益。无论如何，在较深的水中建风场其边际成本要比先前预算的要少一点。

对于1.5兆瓦的风机，其风机基础和并网投资仅比丹麦Vindeby和Tunoe Knob海上风电场450～500千瓦风机相应的投资高出10%到20%，这就是以上所述的经济概念。

2.设计寿命

与大多数人们的认识相反，钢结构腐蚀并不是主要关注的问题。海上石油钻塔的经验表明阴极防腐措施可以有效防止钢结构的腐蚀。海上风机表面保护(涂颜料)一般都采取较陆地风机防腐保护级别高的防护措施。石油钻塔的基础一般能够维持50年，也就是其钢结构基础设计的寿命。

3.参考风机

在防腐研究中，采用了一台现代的1.5兆瓦三叶片上风向风机，其轮毂高度大约为55米(180英尺)，转子直径为64米(210英尺)。

这台风机的轮毂高度相比陆地风机要偏低一些。在德国北部，一台典型的1.5兆瓦风机轮毂高度大约为60～80米(200到260英尺)。

由于水面十分光滑，海水表面粗糙度低，海平面摩擦力小，因而风切变(即风速随高度的变化)小，不需要很高的塔架，可降低风电机组成本。另外海上风的湍流强度低，海面与其上面的空气温度差比陆地表面与其上面的空气温差小，又没有复杂地形对气流的影响，作用在风电机组上的疲劳载荷减少，可延长使用寿命，所以使用较低的风塔比较合算。

4.海上基础类型

(1)常用的混凝土基础

丹麦的第一个引航工程采用混凝土引力沉箱基础。顾名思义，引力基础主要依靠地球引力使涡轮机保持在垂直的位置。

Vindeby和Tunoe Knob海上风电场基础就采用了这种传统技术。在这两个风场附近的码头用钢筋混凝土将沉箱基础建起来，然后使其漂到安装位置，并用沙砾装满以获得必要的重量，继而将其沉人海底，这个原理更像传统的桥梁建筑。

两个风场的基础呈圆锥形，可以起到拦截海上浮冰的作用。这项工作很有必要，因为在寒冷的冬天，在波罗的海和卡特加特海峡可以一览无遗地看到坚硬的冰块。

在混凝土基础技术中，整个基础的投资大约与水深的平方成比例。Vindeby和Tunoe Knob的水深变化范围在2.5～7.5米之间，说明每个混凝土基础的平均重量为1050吨。根据这个二次方规则，在水深10米以上的这些混凝土平台，因受其重量和投资的限制，混凝土基础往往被禁止采用。因此，为了突破这种投资障碍，有必要发展新的技术。

(2)重力+钢筋基础

现有的大多数海上风电场采用重力基础，新技术提供了一种类似于钢筋混凝土重力沉箱的方法。该方法用圆柱钢管取代钢筋混凝土，将其嵌入到海床的扁钢箱里。

(3)单桩基础

单桩是一种简单的结构，由一个直径在3.5米到4.5米之间的钢桩构成。钢桩安装在海床下10米到20米的地方，其深度由海床地面的类型决定。单桩基础有力地将风塔伸到水下及海床内。这种基础一个重要的优点是不需整理海床。但是，它需要重型打桩设备，而且对于海床内有很多大漂石的位置采用这种基础类型不太适合。如果在打桩过程中遇到一块大漂石，一般可能在石头上钻孔，然后用爆破物将之炸开，继而打成小石头。

(4)三脚架基础

三脚架基础吸取了石油工业中的一些经验，采用了重量轻价格合算的三脚钢套管。

风塔下面的钢桩分布着一些钢架，这些框架分掉了塔架对于三个钢桩的压力。由于土壤条件和冰冻负荷，这三个钢桩被埋置于海床下10～20米的地方。

三、海上风电场的并网

1.电网

丹麦输电网1998年总发电量共计10吉瓦。在建或未建的海上风电场共计4.1吉瓦。丹麦西部和东部电网没有直接并网，而是采用AC(交流输电线)方式并入德国和瑞典的输电系统。其它风电场与瑞典、挪威和德国的联网方式采用直流方式。

海上风电场的并网本身并不是一个主要技术问题，该技术人所共知。但是为确保经济合理性，对偏远海上风电场的并网技术进行优化非常重要。

丹麦第一批商用海上风电场位于距离海岸15～40千米的海域，水深5～10或15米，风电场装机在120到150兆瓦之间。第一批风电场使用1.5兆瓦的风力发电机，该机型需在陆地上试运行5年。

2.敷设海底电缆

海上风电场通过敷设海底电缆与主电网并联，此种技术众所周知。为了减少由于捕鱼工具、锚等对海底电缆造成破坏的风险，海底电缆必须埋起来。如果底部条件允许的话，用水冲海床(使用高压喷水)，然后使电缆置人海床而不是将电缆掘进或投入海床，这样做是最经济的。

3.电压

丹麦规划的120-150兆瓦的大风电场可能与30～33千伏的电压等级相联。每个风电场中，会有一个30～150千伏变电站的平台和许多维修设备。与大陆的联结采用150千伏电压等级。

4.无功功率，高压直流输电

无功功率和交流电相位改变相关，相位的改变使能量通过电网传输更加困难。海底电缆有一个大电容，它有助于为风电场提供无功功率。这种在系统中建立可能是最佳的可变无功功率补偿方式决定于准确的电网配置。如果风电场距离主电网很远，高压直流输电(HVDC)联网也是一个可取的方法。

5.远程监控

显然，海上风电场远程监控要比陆地远程监控更重要一些，Tunoe Knob和Vindeby海上风电场采用远程监控已达数年。

人们预测这些风电场用1.5兆瓦的大机组，在每件设备上安装一些特别的传感器，以用来连续地分析传感器在设备磨损后改变工作模式而产生的细微振动，这样可能会带来一定的经济效益。同样地，为了确保机器得到适当的检修，工业中一些产业也需要对这项技术非常了解。

6.定期检修

在天气条件比较恶劣的情况下，维修人员很难接近风机，风机得不到正常检修和维护，造成安全隐患。所以，确保海上风机高可靠性显得尤其重要。对于一些偏远的海上风电场，应合理设计风机的定期检修程序。

四、前景

海上风电场的发电成本与经济规模有关，包括海上风电机的单机容量和每个风电场机组的台数。铺设150兆瓦海上风电场用的海底电缆与100兆瓦的差不多，机组的大规模生产和采用钢结构基础可降低成本。目前海上风电场的最佳规模为120～150兆瓦。在海上风电场的总投资中，风电机组占51%、基础16%、电气接入系统19%、其它14%。

丹麦电力公司对海上风电场发电成本的研究表明，用IEA(国际能源局)标准方法，目前的技术水平和设计寿命，估测的发电成本是每千瓦时0.36丹麦克朗(0.05美元或人民币0.42元)。如果寿命按25年计，还可减少9%。

欧洲一些国家都为海上风电场的发展进行了规划。从长远看，荷兰的目标是到风电装机2.75吉瓦，其中1.25吉瓦安装在北海大陆架区域。近期计划主要是建设商业性示范工程，在年前丹麦拟开工兴建5个海上风电场，每个规模约150兆瓦，加上其它已建项目累计约750兆瓦。荷兰计划先建100兆瓦的示范项目，选在Egmond ann Zee岸外12海里处，采用1.5兆瓦或2.0兆瓦的机组。德国的计划包括“SKY”项目，规模100兆瓦，距离Lubeck湾15千米的波罗的海中；400兆瓦项目在距离Helgloand岛17千米的北海，最终规模将达到1.2吉瓦，采用单机容量4兆瓦或5兆瓦机组。此外，爱尔兰和比利时分别有250兆瓦和150兆瓦的海上风电场计划。

风力发电技术综述 第6篇

摘要：风能是目前全球发展最快的可再生绿色能源，风力发电系统是将风能转化为电能的关键系统，它直接关系到风力发电的性能与效率。它主要对风力发电的发展现状和前景、风电系统的控制技术、风力发电机及其风电系统和风力发电中的关键技术作了简单的介绍。

关键词：风力发电；控制技术；并网技术；低电压穿越

引言

在全球生态环境恶化和化石能源逐渐枯竭的双重压力下，对新能源的研究和利用已成为全球各国关注的焦点。风能作为一种可再生的清洁能源，受世界各国的重视程度越来越高，也越来越多的被应用到风力发电中。除水力发电技术外，风力发电是新能源发电技术中最成熟、最具大规模开发和最有商业化发展前景的发电方式。由于它可以在改善生态环境、优化能源结构、促进社会经济可持续发展等方面有非常突出的作用，目前世界各国都在大力发展和研究风力发电及其相关技术。

1.国内外风力发电的现状和前景

1.1 国外风力发电发展现状世纪80 ～90 年代，风力发电技术得到了飞速的发展并且逐渐成熟。风力发电凭借它自身的优点，已经延伸到了电网难以达到的地方，给他们带来了很多方便。据全球风能理事会(GWEC)发布的全球风电市场装机数据显示，全球风电产业 2011 年新增风电装机容量达四万一千兆瓦。这一新增容量使全球累计风电装机达到二十三万八千兆瓦。这一数据表明全球累计装机实现了两成多的年增长，新增装机增长达到6%。到目前为止，全球七十多个国家有商业运营的风电装机，其中二十二个国家的装机容量超过 1GW。据估计到 2030 年，欧洲风电装机可达三百亿瓦，可满足欧洲百分之二十的电力需求。

1.2国内风力发电发展现状

我国风力资源储量丰富，分布广泛。陆上可开发的储量为2.53亿kW，海上可开发的储量为7.5亿kW。“大规模、高集中开发，远距离和高电压输送”是我国风电发展的重要特征。近年来，我国风电发展迅猛，2006～2010 年风电总装机容量从260万kW增长到4 182.7万kW，2010年新增风电装机1 600万kW，累计装机容量和新增装机容量均居世界第一。预计2020年我国风电累计装机可以达到2.3亿kW。这意味着未来十年中，风电总装机容量

平均每年需新增1 800万kW。预计每年需新增机组及其配套变流器约9 000台。

2.风电系统的控制技术

风力发电系统的运行方式有三种：独立型、并网型和联合型。并网型风力发电系统由风力机控制器、风力机、传动装置、励磁调节器、发动机、变频器和变压器等组成。

风力发电机组包括风力机、发电机、变速传动装置及相应的控制器等，用来实现风能与电能的能量转换。风力发电的关键问题是风力机和发电机的功率和速度控制。

风电机组中将风能转换成机械能的能量转换装置是风力机，它由风轮、迎风装置和塔架等组成。按结构不同，风力机可分为水平轴式和立轴式两种；按功率调节方式不同，风力机可分为定桨距失速、变桨距和主动失速 3 种。

风电机组中的发电机将机械能转化为电能，发电机在并入电网时必须输出恒定频率(一般为 50 Hz)的电能。按照发电机转速的不同，发电机可分为恒速和变速两类，其中变速需要通过变频器来实现。变频器采用电力电子变流技术和控制技术，将发电机发出的频率变化交流电转换为与电网频率相同、能与电网柔性连接的交流电，并且能实现最大风能跟踪控制。按照拓扑结构的不同，变频器可分为交-交型、交-直-交型和矩阵型三种；按照变频器容量的不同可将变频器分为部分容量和全部容量(全额)两种。

变速传动装置可将风轮的低转速转换为发电机的较高转速，按传动链类型将其分为齿轮箱驱动和直接驱动两种，其中前者包括单级和多级两种齿轮箱驱动。

3.风力发电机及其风电系统

实现恒速或变速风力发电系统有许多种方案，所选发电机的类型主要取决于风电系统的形式。

传统的恒速/变速风电系统共有四种：基于SCIG 的恒速风电系统[1]、基于WRIG 的受限变速风电系统[2]、基于ESC-SCIG 的变速风电系统[3]和基于MMG 的变速风电系统[4]。

现代风电系统一般采用变速恒频技术，这种技术通过变流装置或改造发电机结构来实现。现代变速恒频风电系统共有六种：基于SCIG 的风电系统[5]、基于DFIG 的风电系统[6]、基于直驱式EESG 的风电系统[7]、基于直驱式PMSG 的风电系统[8]、基于半直驱PMSG 的风电系统[9]和基于PMBDCG 的风电系统[10]。

近年来，一些具有商业化潜力的新型风力发电机及其风力发电系统不断涌现。新型变速恒频风电系统主要有以下八种：基于 SRG 的风电系统[11]、基于 BDFIG 的风电系统[12]、基于CPG 的风电系统[13]、基于HVG 的风电系统[14]、基于DWIG 的风电系统[15]、基于

TFPMG 的风电系统[16]、基于DSPMG 的风电系统[17]和基于EVT 的风电系统[18]。

4.风力发电中的关键技术

4.1并网技术的研究和最大风能的捕获

并网技术是通过对全功率电力变换器的控制算法来实现控制目的。并网控制方面，文献

[19]提出了直流侧并网的新方法。在直流电容与 DC/AC 之间安装并网开关。并网前并网开关断开，DC/AC 通过限流电阻对电容进行充电，此时发电机在风力机的带动下转速从 0 上升。当电容充电达到交流电网线电压幅值时闭合并网开关，同步风力发电机并网。正常情况下，发电机转速从低到高逐渐上升，并在某一转速下并入电网。当由于某种原因，发电机在高转速下脱网需要重新并网，由于此时电容已经充电且直流母线电压高于网侧交流线电压幅值，因此只要将并网开关闭合就可实现并网。

直驱式永磁同步风力发电机经电力电子变换器并入电网以后的控制目标是风速小于额定风速时实现最大风能捕获，风速超过额定风速时使系统以额定功率输出[20]。

最大风能捕获的目的就是通过适当的控制，使风力机转速随风速变化，始终沿着最佳功率曲线运行，从而使风能转化最大化。最大风能追踪可以有变桨距调节，也可以通过调节发电机功率来调节转速以保持最佳叶尖速比实现。出于可行性、经济性和可靠性的考虑，当前使用的主要是通过控制发电机输出功率以调节其电磁功率，进而调节发电机转速。

具体实现时，在发电机有功和无功功率解耦控制的基础上，根据有功功率给定的提取方法的不同，又有有速度传感器和无速度传感器的控制方法之分。有速度传感器的控制方法是根据风力机最佳功率曲线和风力机转速实时计算发电机输出功率给定。而无速度传感器的控制方法又有扰动法[21,22,23]、参数估计法、查表法和人工在智能法几类。

4.2低电压穿越的研究

电网电压跌落时，由于受变流器通流能力的限制，网侧逆变器注入电网功率减小。而此刻机侧整流器的功率并没有改变，造成直流侧的过电压。如果维持直流侧电压稳定，则必然造成逆变器过电流。过电压和过电流都将导致电力电子器件的损坏，为了保护变流器不被损坏，风力发电机组将在电压跌落时退出运行。电网穿透率小时，风力发电机组在电压跌落时退出运行还是可以接受的。

然而，随着风力发电规模的不断扩大，若风电机组在电压跌落时仍然采取被动保护式脱网，则会增加整个系统的恢复难度，甚至使故障更加严重，最终导致系统其他机组全部解列。目前在风力发电技术发展领先的一些国家，如丹麦、德国等已相继制定了新的电网运

行准则, 定量给出了风电系统离网的条件（如最低电压跌落深度和跌落持续时间），只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许风力机脱网，当电压在凹陷部分时,发电机应提供无功功率。这就要求风电系统具有较强的低电压穿越能力，能方便地为电网提供无功支持。因此必须研究低电压穿越的措施，实现电网电压跌落时风力发电机不脱网运行。

文献[24]通过在逆变器交流侧加装无功补偿装置和低通滤波器来应对电网电压不对称跌落对系统所造成的影响，使逆变器只能感受到电网的正序电压，保持其对称工作状态，从而实现低电压穿越；文献[25-28]通过直流侧加卸荷负载以消除电压跌落时直流侧的功率拥堵，避免直流侧的过电压和逆变器的过电流，实现低电压穿越。这些方法都要增加专门的元件，降低了系统的可靠性和经济性，使控制变得复杂。

结论

风电作为我国今后大力重点发展的 3 类新能源之一，在今后将具有广阔的发展和应用前景，风力发电在摆脱对化石能源的过度依赖、缓解中国能源紧缺、改善生态环境和扩大社会效益等方面将做出较大的贡献。本文对风力发电的发展状况，如传统的恒速/变速风电系统、现代变速恒频风电系统和新型变速恒频风电系统进行了简单介绍。随着风电技术的不断变革以及机组制造工艺的持续改进，将来风力发电的竞争力必定逐渐提升，其发展前景广阔。

参考文献：

［1］程明，张运乾，张建忠．风力发电机发展现状及研究进展［J］．电力科学与技术学报，2009，24(3):2 －9．

［2］李辉，薛玉石，韩力．并网风力发电机系统的发展综述［J］．微特电机，2009，37(5):55 －61． ［3］杨培宏，刘文颖．基于 DSP 实现风力发电机组并网运行［J］．可再生能源，2007，25(4):79 －82．

［4］吴聂根，程小华．变速恒频风力发电技术综述［J］．微电机，2009，42(8):69 －72．

［5］荆龙．鼠笼异步电机风力发电系统优化控制［D］．北京:北京交通大学，2008．

［6］林成武，王凤翔，姚兴佳．变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究［J］．中国电机工程学报，2003，23(11):122 －125．

［7］周扬忠，胡育文，黄文新．基于直接转矩控制电励磁同步电机转子励磁电流控制策略［J］．南京航空航天大学学报:自然科学版，2007，39(4):429 －434．

［8］张岳，王凤翔．直驱式永磁同步风力发电机性能研究［J］．电机与控制学报，2009，13(1):78 －

82．

［9］陈昆明，汤天浩，陈新红，等．永磁半直驱风力机控制策略仿真［J］．上海海事大学学报:自然科学版，2008，29(4):39 －44．

［10］夏长亮,张茂华，王迎发，等．永磁无刷直流电机直接转矩控制［J］．中国电机工程学报，2008，28(6):104 －109．

［11］胡海燕，潘再平．开关磁阻风力发电系统综述［J］．机电工程，2004，21(10):48 －52．

［12］刘伟，沈宏，高立刚，等．无刷双馈风力发电机直接转矩控制系统研究［J］．电力系统保护与控制，2010，38(5):77 －81．

［13］ 桓毅，汪至中．风力发电机及其控制系统的对比分析［J］．中小型电机，2002，29(4):41 －45．

［14］杜新梅，刘坚栋，李泓．新型风力发电系统［J］．高电压技术，2005，31(1):63 －65．

［15］李勇，胡育文，黄文新，等．变速运行的定子双绕组感应电机发电系统控制技术研［J］．中国电机工程学报，2008，28(20):124 －130．

［16］董萍，吴捷，陈渊睿，等．新型发电机在风力发电系统中的应用［J］．微特电机，2004，32(7):39 －44．

［17］张建忠，程明．新型直接驱动外转子双凸极永磁风力发电机［J］．电工技术学报，2007，22(12):15 －21．

［18］袁永杰．开关磁阻四端口机电换能器及在风力发电中的应用研究［D］．哈尔滨:哈尔滨工业大学，2008．

[19] 徐科,胡敏强,杜炎森,等.直流母线电压控制实现并网与最大风能跟踪[J].电力系统自动化，2007，31

（11）:53-58.[20] 吴迪，张建文.变速直驱永磁风力发电机控制系统的研究[J]大电机技术，2006（6）: 51-55

[21] 王生铁,张润和,田立欣.小型风力发电系统最大功率控制扰动法及状态平均建模与分析[J].太阳能学报，2006，27（8）:828-837.[22] 闫耀民，范瑜，汪至中.永磁同步电机风力发电系统的自寻优控制[J].电工技术学报，2002，17

（6）:82-86.[23] 房泽平,王生铁.小型风电系统变步长扰动 MPPT 控制仿真研究[J].计算机仿真，2007,24