Matlab基于双馈电机的风力发电系统建模与仿真(2)
1.2 双馈风力发电现状及趋势1.2.1 国外双馈风力发电现状自风力发电技术被使用开始，在其百年左右发展过程中，西欧国家如西班牙、丹麦、荷兰、德国发展迅速，形成的工业链规模巨大、财富巨大，其关键控制技术和装备制造技术被其掌握。近年来风能发展成果显著。过去十几年中，风电机组机装容量均匀增长，速率为3 年增一倍。世界风电机装总量于2009 年已经到达158.5GW，年增长率为31.7%。因此可见，当今世界风能为发展最迅速能源。据世界风能理事会推断，世界风机总容量2020 年将到达 709GW，全球电力的 8.2%将由风力发电提供。且未来十年中风电机装容量仍会保持该速度增长。十年内，风力发电投资将花费 680亿美元。风能转换技术的发展和进步是近些年风能快速发展的主要动力之一。 这使风力发电机尺寸越做越大，在恶略工作环境中保证其安全可靠运行，提升其转换效率。除 Enercon和 Siemens外，所有大型风机制造商都供应带双馈发电机（DFIG）的变速风电机组。市面上现有的 DFIG 变速风电机组的额定功率范围宽广，从850kW-3.6MW 都有。功率高达5MW 的风电机组原型机已经安装，很快会进入市场。
1.2.2 国内双馈风力发电现状我国风力资源丰富，据探测陆地风能开发量可达2.53亿千瓦，而且我国海岸线长，海上风力资源更为丰富。一直到2009 年，我国风电装机机容量已达 38GW，2010年底，达到 44.7GW。依照该速度进行下去，我国风力发电机装机总量在 2020年将达到 2亿千瓦。风力机单机容量随风力发电技术以及电力电子技术的发展而扩大，目前已有MW级的风机投入运营。随着世界风电技术的发展，我国国内众多企业如三一重工、金凤科技、联合动力、华锐风电等也着重研发大功率风电机，并有显著成果生成了 MW 级风电机组且已经投入运行。虽然我国是最早利用风能的国家，但由于近现代科教水平的落后使我国风力发电技术尤其是理论研发部分落后于先进水平， 所以风力发电的核心技术还需依靠国外，技术维护也较难，这些因素使发电成本高。
1.2.3 发展趋势全球风能发展趋向于风机机组单机容量大型化， 西方国家对 7MW风力机的研究已经大功告成源[自-优尔*`论/文'网·www.youerw.com/，由此有的国家开始了对 10MW级的巨型风力机的研究。我国“十二五”规划着重提出风机大型化要求，要研制出 6-10MW 陆地（近海）变速恒频风电机组的整机制造技术。可变速类风机可满足捕获最大风能要求，使风机转速始终运行在最佳转速上；变桨距风机虽增大了故障概率、控制程序复杂但因其机组启动性好、输出功率稳定、机组结构受力小、使用寿命增加等优点取代定桨距风机成为当今世界风机发展趋势。直驱永磁风电机组无齿轮箱，零部件数目远少于传统风电机组，且系统工作状态更加稳定， 输出功率更大。 综上， 大容量变速变桨无齿轮风电机组是全球风电机组发展趋势。
1.3 双馈风力发电系统研究意义及问题1.3.1 双馈风力发电系统研究意义基于双馈电机的风力发电系统不仅降低了电站投资费用和维护运行费用， 而且其转速还可随风速调节从而实现变速恒频控制，减小变频器容量，提高电网运行效率，电能质量与稳定性。而使风力发电的利用率提高，费用减小，进一步减轻对化石燃料的消耗和环境污染。风机运行过程中，不稳定因素较多；大多风电场地理位置偏僻，工作环境十分恶略给维修造成较大困难；风电技术涉及学科众多使实验人员研究真实风机困难，因此提出了对风力发电系统的仿真研究观点。1.3.2 双馈风力发电系统存在问题由于风能的随机性和间歇性导致风功率具有较大波动性， 风力发电不能提供持续稳定功率，电能质量恶化，输出电压波动易闪变，影响发电系统的稳定性和安全性。且风电机组寿命较短，难以达到 20 年，因而有必要改进所有部件尤其是转子的可靠性，减轻负荷、重量、费用。1.4 双馈式风力发电理论基础1.4.1 双馈式风力发电系统基本运行方式系统输出电压、电流的频率、幅值、相位与电网电压、电流矢量一致是风力发电机组并网条件。恒速恒频系统（CSCF)和变速恒频系统(VSCF)是风力发电机的两种运行方式。恒速恒频系统风力机转速不能跟随风速改变而改变，使其在风速突变时，风力机不能吸收产生的最大风能整个系统风能转换效率低， 还使风力发电机组各部件受损而减少使用寿命。 变速恒频系统由此产生从而解决了恒速恒频系统不能调节风力机转速，捕获最大风能的问题。