小型风力发电系统控制策略的研究

方宁

(湖南铁道职业技术学院电气工程系，湖南 株洲 412001)

1 引言

近年来，小型风力发电机组推广应用范围不断扩大。除了传统的广大农牧区用户应用小型风力发电机组照明看电视以外，由于汽油、柴油价格飞涨，且供应渠道不畅通，内陆、江湖、渔船、边防哨所、部队、气象、微波站等使用柴油发电的用户，逐步改用风力发电或风光互补发电。此外，生态环保公园、林荫小道、别墅庭院等地方，也购买安装小型风力发电机，作为景观，供人们休闲欣赏［1］。本文对小型风力发电机的三种控制策略进行了研究。

2 能量优化管理集成控制策略［2］

2.1 系统构成

独立运行的小型风力发电系统一般包括能量产生环节、能量存储环节、能量消耗环节3部分。该系统采用定桨距风力机直接耦合永磁同步发电机方式，在二极管整流桥和蓄电池之间插入DC/DC变换器实现能量控制。整个系统不使用测风速装置，发电机转速根据输出交流电压的频率或幅值与转速之间对应关系测量。风力机超速保护采用机械折尾翼限速与电气耗能电阻限速相结合方式，从而简化系统结构，降低成本，提高运行可靠性。

图1 小型风力发电机结构

2.2 能量流动分析

小型风力发电系统中风力机捕获能量的传递方向始终是单向的，而发电机输出电能的流向根据外电路的变化有不同的方向。蓄电池的能量流动为两个方向，依据外电路的不同可以工作在充电或放电状态，蓄电池的充电和放电过程根据负载情况的不同随机进行动态调节。……