二、新型发电系统的实验
实验工具为10kW无级变速器样机,定子的外径、内径、轴长分别为423mm、330mm、180mm,外转子的为327.2mm、281.6mm、180mm,内转子的为280mm、56mm、180mm,风机的变频感应为11kW,维持转速的同步为375r/min。
第一,将变频器上输出频率控制为外转子转速在200r/min至370r/min之间,看模拟风机的转速,接线0.5kW负载在发电机上。依此情况实验,方可见风机转速会有所波动,内转子能维持同步转速,当外转子速度增加,影响电功率的传递速度,是指降速,内转子的电流同时减弱,而当外转子速度降低时,内转子的电流会同时增加。
第二,当外转子转速降低,内转子保持恒定转速时,将内转子的负载突然增加,以1kW为单位逐次递增两次后再返回原来的负载度数,可用此实验测量负载情况变化后的系统控制是否保持稳定性。结果经过多次实验,内转子的转速与电流不随负载的变化而变化,转速仍能保持在恒定的速度中。
三、新型发电系统的仿真
(一)仿真模型
根据机电混合无极变速器的数字系统模式和电气风力发电系统的操控策略,建立框架式仿真图作为研究对象进行分析。
(二)风速和风能
风速的变化快但变化的速率较慢,给定波动幅度的风速,限定风速的情况下,可利用仿真模型做系统控制性的实验,随着风速的不断变化,变速器会不断调整定子电动机中的电磁方向及转向规律,使风力机可运行在系统规定的最佳速率点进行工作。
(三)母线电压
实验中一般在直流母线上安装10小时的镍氢金属电池作为储能原料装置,主机发电装置一旦以恒定功率输出电流,直流母线上的电压就会直接受到主机输入功率和电池的影响,SOC的正负的变化值也正是影响电池放电和充电状态的因素。
(四)内转子的转速频率
内转子的绕组频率要将外转子的转速值作为参考值来设定的,即使内转子与恒定转速同步,但受到外转子的波动转速影响,其本身的绕组频率也是在外转子的给定范围内波动的,而频率较慢的外转子运作时并不能完全驱动内转子的启动,当直流达到一定的限定额时,才会控制内转子绕组并快速启动,内转子达到同步速度时,电力就会自动切入电网进行发电了,所以由此看出,外界的风力及速度的影响越剧烈,内转子便能更好的稳定在恒定的同步转速中。
四、总结
通过分析和研究新型机电混合无极变速风力发电系统,基于风力发电的系统控制策略展示,搭建了仿真风力发电系统模型和实验平台,对于有关理论性质的验证,设计的有效性,根据验证结果为此新型发电系统的全面正确应用构建了坚实的基础。此系统综合了以往发电驱动装置的优点,经过实验深入研究内部潜在的细小问题并加以修整,整合功能远远超过预期效果,这种新型的发电系统带有广泛开阔的应用前景,但仍需创新设计理念完善相关研究,为发电系统的创立机制做积极的回应。