直流发电机驱动的风力发电系统与控制策略研究

本文主要探讨了基于直流发电机的风力发电系统及其控制策略，发表于2007年的《河海大学学报(自然科学版)》第35卷第3期。风力发电作为一种清洁、可再生的能源，随着环保意识的提升和技术的发展，越来越受到关注。传统的风力发电系统，如定桨距和变速变桨距机型，虽然提高了发电效率，但存在成本增加、齿轮箱复杂性和噪音等问题，尤其是在双馈异步发电机的应用中。 作者们提出了一种创新的设计，即采用直流发电机作为核心组件的风力发电系统。直流发电机的优势在于其能够方便地调节电压，适应风力机转速的频繁变化，这对于风力发电系统来说非常关键，因为风速的不稳定直接影响了风力机的转速。直流发电机的控制策略成为研究的重点，通过在动态模型实验室内构建模拟系统，他们使用直流电动机作为原动机，模拟风速变化对风力机转速的影响，以此验证了这种系统设计的可行性。 该论文的核心内容涵盖了以下几个知识点： 1. **风力发电系统的现状与挑战**：介绍了风力发电的重要性和当前的发展趋势，以及双馈异步发电机的广泛使用及其存在的复杂控制系统和成本问题。 2. **直流发电机的特性**：强调了直流发电机在风力发电中的优势，尤其是其对转速变化的适应性和电压调节能力。 3. **基于直流发电机的风力发电系统**：提出了新的系统架构，包括变桨距风力机和直流发电机的集成，旨在解决传统风力发电系统的局限性。 4. **控制策略研究**：详细讨论了如何通过控制直流电动机的转速来模拟风速变化，以及通过实验验证系统的有效性和可靠性。 5. **实验验证**：通过实际的动态模型实验，证明了基于直流发电机的风力发电系统在应对风速变化时的性能和稳定性。 6. **应用前景与意义**：论文指出这种新型风力发电系统可能带来的成本降低、效率提升和环境效益，为未来清洁能源的发展提供了新的思考方向。 本文提供了一种创新的风力发电解决方案，通过结合直流发电机的特性，优化了风力发电系统的控制策略，有望减少传统风力发电系统的不足，推动清洁能源技术的进步。