永磁风力发电系统及其功率变换技术

摘要：随着我国当今社会现代科技的不断发展，世界上各个国家对于再生能源的研究都在不断进行着。本文基于永磁风力发电系统及其功率变换技术的应用，对其进行相对严全面和严谨的阐述。

关键词：用力风力发电量系统;发电机;功率变换技术

随着当今现代新型能源的发展，世界上对风力能源的利用也日渐广泛，在进入新世纪之后，风力发电和相关技术的引用也得到了大幅度的普及。而我国新型转机容量和总装机容量均位于世界首位。在各国政府的相关政策扶持之下，风力发电系统及其功率变换技术的相关应用也在不断增加，相关系统的运行形式也从以往的恒速恒频技术发展到现在普遍运用的变速恒频技术。

1 永磁风力发电系统相关研究

在永久磁铁风力发电机控制系统中，传统的磁通的结构。在发电机中，永久磁铁的定子铁心的磁通的主磁通。根据永磁体的位置，各永磁体的载体组成以及部分的强度主要内容包括建立一个径向速度分量，所述磁通密度的波形设计过程中往往都是需要学习更加完善符合矩形波。在平行磁化，且磁化技术水平方向的形式之间存在平行于永久磁铁的中心，由此在除了提供一些径向分量的磁化矢量，还包括将所述磁通密度的切向分量越来越趋向于正弦的。内置网络管理结构也可分为不同径向和切向，以三种基本信息不对称混合的，电机磁路，永久磁铁更强大的，适合在大型风力涡轮机组的高速要求使用的减磁阻力。 轴向磁通配置。由于不同数量的转子的数量和所述定子的位置的，和轴向磁通构型可以变成一个单个顺序，单组双转，双和多阶集合的多匝传送这四个结构。在打开单个订单结构中，存在在定子和转子之间相对强的单边磁力，以避免转子的轴向移动，有必要以增加推力轴承，该过程比较复杂。单个双转基因固定结构，采用Soltless定子铁心形成接合型芯卷绕，形成环状的绕组，这样可以提高结构的单方面磁力，但也增加了芯和永磁材料，损耗当电机是增加。在多匝的多组结构中，定子和转子是交错配置多间隙多个电机的可能的作用，涡电流损耗的结构比较小，所以能够实现良好的通风冷却。而与传统的结构，较小的轴向尺寸的结构，但更好的散热条件，惯性更大的力矩，使得发电机系统可以保持在干扰的情况下。横向磁通构型。

在我国，直接进行驱动的配置的驱动装置通常用在发电系统中使用，以达到单一的5MW的最大容量。这样的结构也决定了系统在低风速区域良好的转化能力，可以继续运行。驱动齿轮箱结构，以便于设备的维修工作频率下降。在许多低速发电机，杆，多个永磁体材料的数量越多，体积相对较大，发电机的制造和安装成本相对较高。风扇被发电机击中，风力涡轮机允许更困难的优化。与发电系统独立的，半直接驱动器，包括一个多级变速箱结构的容量的增加在发电系统经常被使用。最常用的两种是齿轮箱，从而使发电机额定速度将得到提高，也能降低发电机的级的数目，从而降低了安装成本。半直驱配置结构的优化，趋势线更符合现代风力发电系统线。

2 永磁风力发电系统的相关功率变换技术应用

随着我国并网型风力发电企业系统设计容量的不断学习提升，其与电网互联后对电网，因此其运行稳定性和电能产品质量愈显重要，这就为风力发电系统 相关管理控制工程技术提出新的要求和挑战。目前，风力发电系统无功补偿、谐波抑制、低电压穿越与电网不对称运行等问题均有待于我们进一步研究加以分析解决。现代控制理论的不断创新发展和完善，如自适应内部控制、非线性状态数据反馈成本控制、滑模控制、鲁棒控制等现代风险控制技术将与风力发电应用系统安全控制工作有机结合，使风力发电系统在满足国家电网公司基本制度运行环境要求的同时，能够更好适应电网更高水平层次不同需求，进而得到增强电网的稳定性。此外，网络通信及计算机网络技术的快速健康发展，为集群化风力发电系统的协同运行过程中提供了有利条件。

我国对全功率转换器有全面的应用，其中转换器拓扑结构是最经常使用，拓扑控制也有不同的方式，通过控制所述逆变器的扭矩控制和电网连接的旋转速度，以实现。双电平转换器结构返回到返回型双电平转换器，包括一个直流母线，电机侧转换器，电网侧转换器等，由于该技术越来越成熟，它是广泛应用于转换器。其中蕴含的能量和能量网格生成缓冲的机会侧和电网侧变流器之间的直流母线可以分离，拓扑设计更容易，减少设备可以被操纵，更有利于数字技术。在一些大容量永磁风力功率控制系统，具有很大的DC电容测定结果增加他们的系统的体积和重量可能存在，因此由社会中一个集成功率转换器的影响。因此，直流侧仅两个不同水平，从而一个大的风力涡轮机马达侧转换器，所述AC终端需要安装的反应器中，以避免在电动机绕组的电压。在电网侧变流器中，交流侧滤波器需要增加，以避免对电网的谐波污染。该转换器的结构是不利于扩大产能，产能由电力转换装置的性能受到影响，而且对系统的发展，大容量产生重要影响。在两电平逆变器升压斩波型的两层结构。升压斩波型转换器中，所述发电机和所述二极管整流桥连接的功率转换器的能量仅流过发电机单向的，这样的结构通常是在风力发电应用系统。该转换器的拓扑结构可以是相对简单的驱动电路和设备被省略，并且可靠性是由分析系统进一步加强，从而使设备成本和减少的损耗。斩波器装置，动力装置，并校正所述功率因数可以实现，并且不要求使用的矢量控制策略，例如在逆变器侧所使用的算法被简化。这不仅适用于小体积频风力发电系统，而且还增加串联和并联的能力组合，它已经能够满足风力发电系统的要求。例如：一个升压斩波器控制已广泛应用到转换器电路2MW风力发电系统，取得了良好的效果。超过风力发电系统容量扩展的多级转换器技术已经变得越来越流行风电领域已经成为风力发电系统发展的一个重要趋势。从分类类型的电流，包括钳位二极管，快速电容器多级转换器拓扑结构中，H桥级联。其中，所述二极管钳位时，最广泛使用的快速电容器，可以适用于广泛应用于我国风力进行发电技术系统。二极管钳位电平与多种不同类型的转换器的数量，交流侧电压更接近正弦的，谐波含量也比较低。例如：在逆变器操作中，二极管钳位五转换器的直流侧电压期间逐渐减小的功率器件的电压应力可提高3倍多，从而使转换器的容量扩大，并在线路更与高压电机的开发。但随着电平的数量的增加，转换器的算法的复杂性将增加，并且因此电平的数目应限制在小于如果转换器电压不平衡存在，该算法不仅可以调整，否则会改善复杂系统，降低系统的可靠性，也使水平更加突出号的问题。目前矩阵转换器是在上述矩阵转换器的三相拓扑形式的键，而且还具有很高的实用价值。作为矩阵切换AC-具有四个阶段可能运行，双向流动的优点，能满足风力发电系统，其切换所述省略直流电容器的基本要求AC转换器，该转换器是更有利于整合。

3 结语

在当今社会新型科技的不断发展之下，永磁風力发电技术的不断发展与进步在多个领域都有很多的发展成果。永磁风力发电系统及其功率变换技术的应用在不久的将来在相关领域的应用与发展将更加的广阔。

参考文献：

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[2]王武兴.直驱式永磁风力发电系统最大功率跟踪研究[D].西安理工大学，2017.

[3] 李波.永磁同步风力发电系统最大功率跟踪控制算法研究[D].华南理工大学，2017.

作者简介：杨嘉轩（1998—），男，江苏盐城人，功率变换技术专业本科在读。

（作者单位：盐城工学院）