以下為演講實錄：

 

　　很高興能夠在這里為各位專家介紹我們提出的風力發(fā)電的方式。我的題目是《直接并網型勵磁式風力發(fā)電系統(tǒng)》

 

　　它是傳統(tǒng)的發(fā)電機，因為風不太穩(wěn)，所以沒有辦法讓勵慈式同步發(fā)電機一直穩(wěn)定在同一個速度。因為勵磁式同步發(fā)電機是傳統(tǒng)的風機，它有很大的優(yōu)點，我們?yōu)榱丝蛻暨@個轉軸不能恒速的問題，我們后面創(chuàng)了一個伺服電機，伺服電機有很多功能，第一個可以維持傳動軸在恒速，就是和電網同頻、同向，另外扮演功率的Buffer（音）另外扮演功率的感測器。之前傳動軸沒辦法控制到一個風穩(wěn)不穩(wěn)，沒辦法讓整個軸維持恒速，所以發(fā)展直驅的永磁式發(fā)電機。

 

　　如果我們能夠克服這個問題，這樣的系統(tǒng)有什么樣的優(yōu)點？剛才一直談電網，早上談到主軸傳動軸的問題，如果傳動軸是維持在恒速的話，其實對于傳動軸的壽命和穩(wěn)定有很大的幫助。另外勵磁式同步機很容易高壓，本身就是傳統(tǒng)發(fā)電機，可能出是25KV或者是33KV，有電力電子的話像永磁很可能是695或者是1100多，一下子33KV是它的幾十，所以它的整個體積、壽命都有很大的優(yōu)勢。從早上講的傳動軸，并網的穩(wěn)定度，這個很容易高壓。

 

　　接下來就對這個系統(tǒng)怎么運作做一個簡單的介紹，因為我們這個系統(tǒng)也花了十幾年了，從提出來到現在大概有十一二年了，因為它是一個新的東西，所以對于所有的電路和系統(tǒng)都是自己設計的，所以花了很多時間在這個系統(tǒng)。比如最大功率追蹤比如啟動切力、還有并網前做定電壓的控制策略，我怎么做鎖頻、鎖相以及并網后功因修正控制策略，還有低電壓穿越及孤島效應，另外一個我們對這個系統(tǒng)遠端的監(jiān)控也做了一些探討，發(fā)電機之回路和傳動軸轉速及穩(wěn)定度控制，早上講傳動軸，那傳動軸如果以穩(wěn)定的恒速來運作對于傳動軸的壽命各方面都有幫助，第十點就是電網的穩(wěn)定度，這是傳統(tǒng)發(fā)電機對于電網的穩(wěn)定度也一些幫助，相關葉片，因為我們的工作是恒速，和之前兩個不太一樣，等一下會說明，我們對這三個系統(tǒng)做一個比較，直接并網型勵磁式還有永磁式到底有什么不一樣，我們會做一下比較。

 

　　做一個簡單的介紹。

 

　　這是我們在實驗室做的。這是整個工作的狀態(tài)，第一個階段做啟動、下面這一條是做馬達的功率，這一段做定電壓控制，馬達輔助系統(tǒng)穩(wěn)壓，第四個區(qū)域鎖相了以后并路電網，并路電網以后還是維持出功率。

 

　　做追蹤控制策略。用了一個很巧妙的地方馬達出多少力，我把馬達回收回去給勵磁式發(fā)電機，比如現在馬達出一點力，因為能量要平衡，這里有風力，然后馬達的功率然后還有發(fā)電機的率。有一個控制回路，馬達輸出的功率回磁里，怎么讓它回磁里？回收回去給發(fā)電機的功率，那么發(fā)電機花多一點力或者輕一點，功率發(fā)多一點或者少一點，來維持這套功率的追蹤，馬達幾乎不用處理。風在變化的時候，風力比較大，發(fā)電機花的力就比較多。

 

　　這是啟動控制的策略。這些細節(jié)如果有興趣的話再跟我交流，我也是在所有階段當中都不需要馬達出力。下班還是馬達的power幾乎是不出功的。

 

　　并網之前先定電壓。

 

　　怎么去并網？我們要控制馬達，讓它傳動軸的頻率和相位跟電網一樣，其實是有一點難度，就是怎么讓發(fā)電機的相位頻率同步是有一定的難度。當然我們在這里也花了很多時間，這是一些細節(jié)，有時間再來互動，就是在這里怎么控制傳動軸的頻率和相位。實驗出來之后，傳動軸的轉速波動，傳動軸的轉速非常穩(wěn)。這樣對傳動軸是穩(wěn)的，對于主軸各方面，一個車很穩(wěn)的對于整個機構里講甚至于對于塔架來講都是很大的優(yōu)點。

 

　　這是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定度，也是要控制發(fā)電機的相位和電網一樣，有一些細節(jié)有時間再來互動。

 

　　孤島效應，低電壓穿越的話，在系統(tǒng)就是要穿電阻，在不同的風機功率和電壓在不同的PU情況下，選用不同的電阻值完成這個低電壓穿越功能，所以未來的低電壓穿越要增加很多的成本的。

 

　　實時遠程監(jiān)控。我們在Windows下有Studio平臺，手機也裝有StudioJava的平臺，用TI的晶片，程序都自己寫，遠端有手機的監(jiān)控，還有大數據所有的監(jiān)控數據都可以裝進來。這是我們完成的一些監(jiān)控的畫面，在這里60赫茲的信號瞬間抓進來的信號是非常多的，我可以遠端來觀察現在并網的。有的時候你要傳輸的時候必須看到并網的效率還有功率，我們都可以馬上傳到電腦，甚至可以傳到手機，我們都可以做到手機監(jiān)控。所有數據抓進來之后，這個是從啟動到結束的時間，每一段時間都可以來做相關的分析。大數據分析，這是手機部分，遠端就可以監(jiān)控風機。

 

　　剛才講發(fā)電機控制回路傳動軸轉速及穩(wěn)定度控制。整個控制是很重要的，因為它控制恒速，風進來要發(fā)出去的話，有馬達控制它的轉速和相位，然后功率用勵磁式的發(fā)電機，功率回路有發(fā)電機的勵磁場控制，頻率相位由馬達控制，這樣控制起來會很穩(wěn)定。永磁同步就不一樣了，一樣要把能量抓進來，可是它又要控制它的轉速，風又在變，那你抽出的功率又要維持恒速或者是變速的話，只有控制一個輸入然后完成兩個輸出的目的，沒辦法完成很好的情況速度就會變，風的功率和你抽出來的功率不一樣的時候，功率在哪里？加減速或者是傳動軸的加減速，所以就會造成振動、噪音，所以傳動軸的壽命就會變短。我的系統(tǒng)不是，也是直接并網，可是直接并網也要看到輸出的功率，剛才講能量要守恒，進來的風的功率那你出去的功率，雙控制它的轉子，可是控制精準會很困難，有一點像異步馬達，異步馬達控制很準確的速率是很困難，因為有一個滑擦，那就控制不準，控制不準的時候會怎么樣？傳動軸就會振動、噪音，輸出的電力品質就不好。所以它們都有它們的缺點。我剛才講控制得很容易，所以我的傳動軸也有很大的優(yōu)勢。

 

　　電網穩(wěn)定度的分析。因為我之前都只是在自己的系統(tǒng)，比較少接觸電網，我自己聽一聽電網，他們都認為傳統(tǒng)的發(fā)電機對電網穩(wěn)定度控制非常好，而我們這個剛好是傳統(tǒng)發(fā)電機。剛才講還有一個電壓、電流，電力電子需要很多電力電桿去濾波的時候，對于整個系統(tǒng)是有很不好的影響，有滑擦又有相位還要濾波，整個振蕩會造成整個電網的穩(wěn)定度很不好。所以傳統(tǒng)發(fā)電機對于電網穩(wěn)力度是非常好的。

 

　　另外談了很多的工具，你要做這個東西，到了額定的時候控制葉片的角度，你在控制轉速的時候你要付出代價，你這個風機有最大動力，發(fā)電機也有最佳工作的點，葉片有最佳工作的點，我的發(fā)電機也有最佳工作，所以你的速度在變的時候，永磁為什么有損失，因為它低速，低速的話效率又差，馬達低速的話電壓低，電流就會很大，所以它有它的缺點。第一個就是當風速過載時，可以變螺距的裝置將葉片變槳距至順槳的位置，達到減速或者剎車的功能。之前兩個雙饋和永磁控制速度，葉片的角度不一樣。永磁可以看到它的速度一直變，這是雙饋式的。

 

　　所以永磁在葉片方面可以適當地控制。另外風機的額定到底設置在哪里？塔架、發(fā)電機、葉片，到底哪個限制住呢？這三個東西哪一個是瓶頸呢？前面兩個應該都是發(fā)電機。勵磁式發(fā)電機因為高壓，它的成本很低。所以對于整個系統(tǒng)來講，對于塔架和傳動軸都有很大的好處。剛才也提到永磁的有一些缺點。

 

　　由于時間關系，我就介紹到這里，如果有興趣的我們可以再進一步互動，歡迎有興趣的可以再跟我交流，謝謝大家。

 

　　（內容來自現場速記，未經本人審核）