(河北大唐国际新能源有限公司 河北省承德市 067000)
摘要:随着我国新能源技术的发展,水能、风能、地热能等逐渐得到了广泛应用,尤其是风能凭借着分布广、易获取等优势,发展十分迅速。目前,风力发电机多安装在偏远地区,运行环境恶劣,同时基于风电机组自身工作的复杂性,本文对影响风力发电机组并网系统稳定性的因素进行分析,以供参考。
关键词:发电机组;并网稳定;因素
引言
伴随着生产生活用电需求的不断增加,传统的火力发电等虽然能够在很大程度上保障用电安全,但也容易造成非常严重的能源资源浪费。因此,积极开发清洁持续的风力发电业已成为人们的普遍共识和认知。在风力发电的过程中,风力发电机是非常核心的设备。只有保障风力发电机的整体运行安全与质量,才能提升风力发电的整体效能,也才能够源源不断地保障供电安全。
1风力发电机的类型
在风力发电的过程中,风力发电机是非常重要的硬件设备。只有整体保障风力发电机的运行质量,才能最大程度提升风力发电的运行效率。在实践过程中,风力发电机的类型是比较多元化的,根据不同的分类标准以及分类方法,可以划分为不同的种类。在风力发电机的分类过程中,按照它的运行特征,可以将其分为恒速风力发电机、有限变速风力发电机、变速风力发电机等。这些不同类型的风力发电机,在实际运行过程中表现出独特的属性和特征。
2风力发电并网技术
2.1同步风力发电机组并网技术
这类技术的应用原理是可以将风力发电机组与同步发电机组进行有效的融合,在确保工作正常进行的情况下,提高风电发电的性能,通过对有关的资料进行调查,我们可以知道,同步风力发电机组的并网技术可以提高对风能的利用率,提高风能在发电机组中的应用效率。现阶段,市场上对同步风力发电机组的并网技术的使用范围较为广泛,这项技术在风能行业中的使用可以最大程度的提高发电的容量,带动相关的设备工作。除此之外,风速过大会导致发电机组产生过大的波动情况,影响机组的正常工作。为了提高相关工作的效率,技术人员应该将机组之间进行结合,分析电网以及发电机组之间的关系,最大程度的提高电网发电的质量。
2.2异步风力发电机组并网技术
这项技术与上一项技术在原理方面存在显著的差异,主要是通过对发电机组的运转情况进行调整,进而提高发电机组的转差率,提高相关设备的使用精准度。这项技术在应用方面还存在一些问题,主要体现在并网技术应用不合理很容易产生冲击性的电流,冲击性电流的存在还加大电压,影响电压的安全性能。为了避免这种情况的出现,相关的技术人员通过对有关的资料进行查询,提出了两种方法,分别是提高磁路的饱和性能以及增大机组运行的电流。异步风力发电机组并网技术在风力发电行业中的使用可以有效的节省相关的操作流程,提高设备的使用效率,加大产生电流的容量。除此之外,电流的输送以及传递也会对风力发电的质量造成一定程度的影响,相关的技术人员应该提高电能的传送效率,推动相关产业的进步。
3风力发电机组空载并网智能控制方法设计
3.1智能控制设计
由于空载并网具有多输入多输出的非线性对象,为了更好地控制风力发电机组空载并网,利用智能控制来描述多变量之间的关系,使被控对象输出量与期望输出量相同。利用智能控制调节功率,使变桨距执行机构能及时变速运行。
3.2优化控制规则
对于风力发电机组空载并网系统来说,其具有高度的非线性,需要借助RBF神经网络对控制规则进行优化。当智能控制的规则集个数与RBF网络的隐层个数相等时,使神经网络中的权值对应规则库中的参数。利用神经网络的记忆特性来记忆规则,同时利用神经网络的学习功能对控制规则进行调整,达到优化的目的。利用神经网络结构实现的模糊推理,生成的模神经控制具有非线性控制作用,又具有神经网络的自学习和自适应能力。通过最近邻聚类算法获得初始的控制规则,然后再把控制规则参数输入到神经网络中进行参数调整[8]。在算法中,首先将第一个数据作为第一组的聚类中心,如果一个数据距离该聚类中心的距离小于某个预期值,就把这个数据放到此组中;否则,把该数据设为新一组聚类的聚类中心。
4风力发电机抗干扰容错控制要求
(1)通过抗干扰容错控制系统的应用,提高机组控制系统精度,保证输出功率平滑性,持续输出优质电能,确保并网运行安全;(2)通过抗干扰容错控制系统的应用,减少机组维修成本,防止出现灾难性事故,或者是早期故障恶化;(3)通过抗干扰容错控制系统的应用,实现风电机组运行经济、社会效益的最大化,逐步实现风能的大规模推广。
5传统恒定风速发电模型系统
经过长期的调查和研究可以发现,恒定频率和速度的发电系统对于系统的自我调节功能没有任何影响,即使系统出现了故障,这种发电模式也会被立刻从系统中去除,等到系统恢复运作之后才能够被再次应用。因此,为了防止这样的故障发生,需要在内部时刻准备一个大量的功率储备,但是安装大功率的设备对于电网的稳定性通常会造成不利的影响。因为恒定风速异步的发电系统在结构上比较简单,方便管理以及维护,所以这种发电系统能够长期存在。同时这种设备在运行过程中不会造成任何的环境污染,因此在市场上还是具有一定竞争力的。
6发电机的内部构成
一方面,如果实际运行过程中的风速大小和额定风速类似,工作人员将利用第一种控制方式控制发电机组。但是,很多搜集的风属于自然风,具有不稳定性的明显特点,风势的走向也不容易被把握,因此风能还是不能被控制的。此时需要能够根据风速和风能的改变,调节叶片和风速的角度,调整风机去捕获更多的风能。在控制角度的过程中也会分为2种不同情况的控制方式,第一种方法就是利用系统反馈的调节信号进行自动调节;第二种方法根据鼓风机的实际输出功率进行控制。另一方面,如果运行的过程中实际风速没有达到预期的额定风速标准,则需要利用变流器控制发电的机组。而其中变流器主要分为2个不同的组成部分,一是侧变流的控制方式,风力发电机组利用侧身变流仪器转换电流的方式,改变电动的势能大小,对于内部的转子速度进行改变,彻底改变功率大小对于电流稳定性的影响。二是网测电流控制方式,这种变流器的主要优点在于能够实现风电机组系统内部的变流器和电网之间无差别功率的调节。如果需要调节功率,可通过改变电流大小的方式,保证直流线路的电压稳定性;对于没有功率的部分而言,则能够通过改变风量的大小进行控制。
7并网风电系统仿真分析
10kV电压降落,在110kV的电压情况下,15s内将电压下降了0.2p.u.。因为这个过程中浆距角度和内部变流器两个部分的协调控制,电压的输出还是能够基本保持稳定的,即使电压在短时间内出现了较大的波动,一段时间后能够恢复到原本的数值。经过50s之后,外部的实际风速超过了额定风速,系统利用自身的保护系统进行自我保护和清理,可以发现风力电场中的输出功率瞬间消失,此时说明了风力电场已经被移除。
8风力发电机的研究进展
在社会经济全面快速发展的今天,社会生产生活对于风力发电的需求越来越高。为更好地保障风力发电的运行成效,为更好地推动风力发电事业的发展,在科学技术以及信息技术的加持下,作为核心关键设备的风力发电机同样得到了迅猛的发展以及广泛的应用。现阶段的风力发电机是智能化、信息化、自动化的集成体,不仅整体运行效率特别高,运行安全效益好,还减少了人为性的干预以及控制,减少了人力资源的投入。比如在风力发电机的发展过程中,双凸极永磁发电机就是比较先进的典型。这类发电机在融合了永磁发电机的优势的基础上,也进行了相应的改良和创新,这在很大程度上提升了发电机的运行成效,同时也能够整体保障整个电网的运行安全。伴随着信息技术的全面快速发展,智能技术在风力发电机中广泛应用,在很大程度上提升了风力发电机的运行安全。在智能技术“加持”下,依托于自动化监控系统,可以实现对风力发电机的全过程监测,也能够结合它的运行状态等进行自动调整,以此来达到最优状态。当然,还可以结合风力条件来改变运行速度,以此来减少对电网的影响。
结束语
为解决风力发电机组空载并网时的稳定性及精度问题,设计一种智能控制方法,利用智能控制适应非线性系统的特点,结合神经网络的学习能力,对控制规则进行优化,提高自学习能力,改进智能控制效果,实现智能控制。实验表明设计的智能控制方法优化效果明显,较常规控制方法具有良好的稳定性及精度,控制效果有明显改善。
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