风力发电机仿真控制软件研究探索

韩俊峰

【摘要】全球能源供应紧张，环境污染日益突出，风能具有储量巨大、分布广泛、清洁无污染和可再生的特点，符合人类可持续发展的要求，越来越受到世界各国和地区的广泛关注。随着风力发电的迅速发展，风力机运行状态和变化过程的控制成为现代风力机分析和设计技术研究的热点，风力发电技术人员的缺乏日益显现出来，本文通过研究风力发电仿真软件，对实现风力发电专业学生与生产现场的良好对接提供参考。

【关键词】风力发电 控制 仿真软件

【中图分类号】G718.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）03-0214-01

一、 风力发电控制发展

能源缺乏、环境污染是人们发展中的迫切需要解决的问题。按照可持续发展的原则，我们在高效利用常规能源的同时，更要注重加快新能源的发展。风力发电由于清洁无污染，分布广泛，可再生的特点，是理想的优质新能源。风力资源是取之不尽用之不绝的，利用风力发电可以减少环境污染，节省煤炭、石油等常规能源。风力发电技术成熟，在可再生能源中成本相对较低，有着广阔的发展前景。风力发电技术可以灵活应用，既可以并网运行，也可以离网独立运行，还可以与其它能源技术组成互补发电系统（1）。

随着机械、材料、计算机控制技术和空气动力学的发展，风力发电发展迅速，大型风力发电机组技术越来越成熟，运行可靠性也越来越高，如今风力发电场的风电机组基本可以实现无人值守和远程控制。但是由于风力的不确定性和风力发电机组的单机容量规模越来越大，对风力发电控制提出了更高的要求。

二、 风力发电机仿真软件内容

对风力发电机组设备全范围进行建模仿真，具体包括风轮机模型、发电机模型、控制系统模型、测量系统模型、整流逆变系统模型、保护与自动化监控系统模型等，仿真控制软件的要求如下：

1.控制系统能实时监控可控风电机组的运行状态（如开机、复位、停机等）。

2.控制系统里数据管理系统自动进行历史数据存储，自动进行数据维护，自动生成日报表、月报表和年度报表，支持数据查询，并且有数据导出功能。

3.可修改风电机组运行参数。故障报警（视觉报警和听觉报警）、故障数据保存、故障现场数据读取显示。

4.可以通过Internet或电话拨号等远程通信手段，可以实现在远程对大型风电场的多各风力发电机组进行远程管理。

5. 智能化控制。通过采用先进的模糊控制、神经网络等智能控制方法，可根据功率偏差及其变化取得在额定风速以下运行时的最大功率。

三、研究风力发电仿真控制软件的意义

风力发电行业是一个集电力电子，计算机、机械液压等技术的行业，风力发电从业人员必须具备扎实的理论知识基础，完备的专业知识体系和熟练地操作风力发电控制系统的技能。由于风力发电机组长期处于运行中，而且运行系统是严格禁止用于教育培训操作，风力发电设备都因价格昂贵不可能去购置用于学生操作。开发一套风力发电仿真软件，一通过仿真控制软件的学习使学生能全面掌握风力发电机组控制的专业技能，提高学生的操作能力，在毕业时就能很快成为一个符合工作岗位要求的人员。二还可以在降低教学成本增加每个学生的动手机会，提高教学的效率，保证学生安全性，降低安全隐患。

四、 风力发电仿真控制软件设计的关键问题

1.针对仿真软件设计的老师，必须掌握风力发电机组控制和相关电气知识，熟悉风力发电机组控制系统的操作，掌握控制的基本操作规程。

2. 设计的仿真软件，要体现了仿真性和虚拟性，即创设真实环境，使学生得到“岗位情境”训练，又模拟风力发电机组控制运行、故障维修等受到虚拟“情境”感觉。

五、结论

1.风力发电仿真控制软件能对风力发电机保存和调取工况，也能对仿真机进行各种操作和设置故障并处理故障，提供接近现场风力发电机的运行工况。

2.在仿真控制软件的操作画面里还包含风力发电机组的工作流程，并对各个系统和部件都有说明，方便风力发电专业学生理解掌握，提高教学质量。

参考文献：

[1] 2012-2015中国风电设备行业市场发展与投资分析研究报告 .