（甘肃龙源风力发电有限公司 甘肃酒泉 736100）
摘要：在研究定子电压定向时我们就该技术的双馈风力发电机输出功率控制策略展开了一个深刻的论述。同普通的定子电压定向技术所不同，双馈风力发电机功率控制技术的实施在实际发电作业中不需要定子磁链的测量，能够在一定条件下实现发电机输出有功、无功功率的独立控制。此外，双馈发电机属于励磁发电机中的一种，在实际发电作业中双馈发电机的运行主要是通过发电机中的转子转动进行励磁，从而形成交流电，实现正常供电。为此，在实际发电作业中，技术人员需要加大对双馈风力发电机功率控制工作的关注，使得在一定环境下，双馈风力发电机的功率能够控制在一个合理的数据上，更加有效地发挥该发电机功率的控制作用。
关键词：定子电压；定向；双馈风力发电机；功率控制
随着时代的发展，科技的进步，我国在很多领域中取得了全新的成就。近几年来我国的风电技术领域取得了较好的发展成效，为现代化社会的构建起到了较为重要的成效。研究发现，截止到目前为止，我国的风力发电机单机容量在不断增加，同过去相比，现阶段我国的风力发电站的相关发电技术有了大幅度的提升，给以人类社会的发展带来了巨大的改变。同时，基于定子电压定向的双馈风力发电机功率控制理念的提出，使得风力发电站的功率电力设备的成本有了明显的降低，在实现变速恒频发电的基础上帮助发电部门节省了大量的资金成本。此外，一些大功率的双馈风力发电机在发电过程中大多数采用双馈变流器用来实现功率的控制。确保了双馈风力发电机能够在欠同步和超同步的两种工作模式下实现有效运行。最后，可以说双馈风力发电机功率控制技术的出现，给以定子电压定向领域带来了巨大的技术革新，将会在很大程度上提高我国电力企业的发电效率，促进我国电力企业的发展，给以社会成员提供更加稳定的用电。为此，本文重点介绍了定子电压定向情况下的双馈风力发电机功率控制工作。
一、双馈发电机的教学模型
双馈发电机是励磁发电机中的一种，其可以通过发电机中的转子转动进行励磁，进而产生交流电，为当地的居民进行供电。在双馈发电机中主要分为了电气系统与机械系统两个方面。在电气系统方面，双馈发电机中包括有变桨系统、偏航系统以及变频系统等。而在机械系统中则主要包括有轮毂、叶片、主轴、齿轮箱、联轴器以及发电机等。其中双馈发电机中的变桨系统主要用于控制、改变风扇的转速，进而控制双馈发电机的功率。而偏航系统则主要用于控制风力发电机中风叶转动的方向以及偏向等，从而应对不同的天气变化、风力变化以及风向变化。此外，通过对偏航系统以及变桨系统进行控制，工作人员不但可以有效提高风力发电的效率，同时还可以提高风力发电器械的使用寿命。在双馈发电机中，其变频系统主要用于对风力发电所得的交流电频率进行改变，进而更好的为当地居民进行供电。对于双馈发电机的机械系统而言，其主要用于保障双馈风力发电机的正常工作。在双馈风力发电机中，其轮毂主要用于支撑风力发电机中的叶片，进而更好的保障双馈风力发电机的安全运转。而双馈风力发电机中的叶片则是风力发电机的主要构成之一，通过叶片双馈发电机可以将风力资源转化为电力资源，从而更加方便人们的使用。在双馈发电机的机械构成中还包括有主轴。主轴主要用于连接风叶以及发电机，通过风叶的转动可以带动主轴进行转动，最终驱动发电机轴承开始转动，使其可以将风力资源转换为电力资源。此外为了有效提高双馈风力发电机的发电效率，在发电机的机械构成中还设置了齿轮箱、联轴器等设备。通过齿轮箱以及联轴器等设备，我们可以有效提高双馈发电机中轮轴的传递效率，从而降低双馈发电机内部的机械势能损失，提高风力资源与电力资源的转换效率。最后，在双馈风力发电机的机械构成中还包括有发电机设备，通过发电机设备我们可以将风能转换为的机械势能进一步转换为电能，从而方便人们的使用。双馈风力发电机的发电功率不但与当地的风力强度以及风向等有关系，同时还与其转子电压、定子等具有密不可分的关系。在风力发电过程中其风力势能一般被定义为Q1，而双馈发电机中所损失的机械势能定义为Q2，则通过双馈风力发电机所得到的电能则为Q1-Q2。其中Q1将会受到风力强度以及风向的影响，而Q2将会受到双馈风力发电机中转子电压以及定子等机械设备的影响。
二、控制系统设计
为了可以方便工作人员对双馈风力发电机进行控制，我们需要为其设计一套想配套的控制系统。在上文中曾提到双馈风力发电机的发电功率不但会受到风力强度以及风向的影响，同时还会受到双馈风力发电机中机械设备的影响。因此在对其控制系统进行设计时，我们需要不但需要设计对天气方面的测量系统，同时还需要对双馈风力发电机的远程控制功能进行设计。因此，在对双馈风力发电机控制系统进行设计时，我们可以将其分为以下几个模块。首先是控制系统。通过控制系统工作人员可以实现对双馈风力发电机中风扇偏转方向以及偏转程度等进行控制。同时通过控制系统，工作人员还可以有效控制双馈风力发电机中各项设备的启停，从而方便工作人员对其进行管理。其次，在双馈风力发电机中还需包括有天气控制模块。天气模块主要由数据分析装置以及各类传感器所构成，通过天气模块工作人员不但可以获得实时的天气信息，同时也可以了解到未来几天中的天气变化以及风力强度变化、风向变化等信息，进而方便工作人员通过控制系统对风扇偏转以及其余设备进行调控。
三、仿真电路分析
为了确定双馈风力发电机控制系统的切实可用，我们不但需要对其进行认真的检查，同时还需要对其进行模拟测试。在对该系统的测试中，我们所采用的测试方式为仿真电路测试。在仿真电路测试中，我们选用了Matalb以及Simulink软件对其进行仿真电路模拟测试。通过这一软件，我们可以在其中设置相应的电路控制模块，从而实际对其进行测试。在仿真电路的测试过程中，我们设置其电网的额定电压为690V，其频率为50HZ。而其双馈风力发电机的额定功率则被设置成1.5mw，定子电压为690V，频率为50HZ。而定子的电阻则被设置成为5.5m欧姆。并且，我们还将其转子电阻设置为6.21m欧姆，转子电感0.226mhz。其具体电路设计图如图1所示。
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图1 仿真模拟电路图
通过对仿真模拟电路图进行分析、测试，我们可以得知，其双馈风力发电控制系统切实可以对风力发电设备进行控制。并且，通过其中所设置的感应器的设备，工作人员也可以及时的获取到双馈风力发电机各设备的运行状况以及其中电路中的电压、电流、功率等信息。
四、结束语
综上，在本文的叙述中，我们重点介绍了当前存在于我国风力发电企业中的双馈风力发电机的数学模型。并根据相关理论推导出了基于定子电压定向矢量控制下的关于双馈风力发电机输出功率的一个具体控制策略。通过对控制系统的设计所进行的分析构建出一个最初的模拟电路分析图，以此来分析双馈风力发电控制系统在实际运行过程中存在的问题，以及根据该系统获取到的相关信息。现阶段，我国风力发电企业已经意识到了双馈风力发电机控制工作的重要性，并在实际发电机功率控制作业中将其作为一个重点关注的领域。相信在不久之后，基于定子电压定向的双馈风力发电机功率控制理念将会在风力发电企业中得到证实，并将在后续功率控制作业中得到应用。
参考文献
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