浅谈矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统

　　摘要在现阶段的发展当中，风力发电几乎成为了很多城市的首选，这种清洁可再生的能源，在很多地区都受到了广泛的欢迎，由此所产生的问题就是，风力发电系统必须进行技术革新，原有的系统在现阶段的需求当中，并没有办法得到理想的结果。科研人员研究出了矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统，为高效发电、高质量发电提出了可能。
　　【关键词】矩阵式交流恒频发电系统
　　1 交流励磁变速恒频的原理
　　图1表示的是交流励磁变速恒频风力发电系统，其中，DFIG定子接电网，转子接励磁变换器，其工作原理为：通过变换器改变转子励磁电流的频率、幅值和相位，实现“交流励磁”的效果。由于目前的风力发电机系统在运行效率方面表现出了忽快忽慢的问题，并且影响到了当地的供电，所以矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统应运而生。根据相关的电机学知识，用公式来表示就是：
　　
　　在整个公式当中，f1，f2表示的是DFIG定子和DFIG转子电流频率；nm表示的是DFIG机械转速；Pn表示的是DFIG极对数。
　　2 最大风能追踪控制
　　2.1 DFIG有功、无功功率解耦控制
　　对于矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统来说，目前的很多方面都在向着更高一层工作水平进步，其中，最大风能追踪控制就是一个非常重要的方面。由于DFIG输出有功、无功功率的解耦是发电机运行的基本要求，同时也是实现最大风能追踪的重要前提。本文认为，在此项工作当中，可以采用定子磁链定向矢量控制技术来实现DFIG公路的解耦控制。从客观的角度来说，定子磁链定向矢量控制技术要比一些固有的技术更加先进。首先，此项技术的适应范围广，不仅能够处理专业领域内的问题，同时对相关领域的问题也具备一定的解决能力；其次，在使用的过程中，不会与其他工作发生太大的冲突，因此不会对全局工作产生影响；第三，定子磁链定向矢量控制技术可以在一定程度上提高解耦控制的效果，尽量达到预期标准。
　　2.2 最大风能追踪控制机理
　　图2为在不同风速的情况下，定桨距风力机的功率特性。其中，vi（i=1、2、3）为三种不同的风速，并且v1>v2> v3。在图2当中， Pout曲线是最佳的曲线功率，达到了一个至高点，之后开始下滑。如果在实际的运行当中，能够达该曲线的最高点，那么风力机就可以捕获到最大的风能，从而在一定程度上，提高发电量，并且提升矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统的工作效率。另一方面，控制DFIG的输出有功功率能够调节机组的电磁阻转矩和转速。综合来说，矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统在最大风追踪控制机理上，符合目前对风力发电的要求，同时具有很多的优势，比方说无需风速检测、动态响应快等等。
　　3 对矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统的思考
　　随着我国用电量的不断攀升，很多地区都出现了用电荒的情况，部分偏远地区甚至间接性的供电，对当地的居民造成了很大的困扰。采用矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统来进行发电，不仅能够有效的利用风能，同时可以在一定程度上，加大发电量、提升发电质量，规避过去的一些小事故。另一方面，由于矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统在很多方面都进行了较大程度上的革新，因此可以在图2 上的至高点，持续较长的时间，为我国的用电产生较大的保障。在未来的工作当中，矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统需要进一步深化，而且要从内部和外部两个方面来进行，同时结合地方实际需求，提升系统的适应性和工作效率，提高经济效益。
　　4 总结
　　本文对矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统进行了一定的阐述，就目前的情况来看，矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统还是比较令人满意的，无论是发电效果还是发电后的工作状态，都能够保持在一个理想的范围内。后续工作要在系统的硬件和软件上努力，由于社会对电力的需求呈现出不断攀升的状态，因此需要精简系统，提高功率，并且制定不同的工作方案。只有这样，才能在日后得到一个理想的结果。
　　
　　参考文献
　　[1]李大虎,石新春.双馈异步发电机组控制策略的仿真分析[J].大功率变流技术，2011(02).
　　
　　作者单位
　　广东明阳风电产业集团有限公司广东省中山市528437