风电变桨系统研究的文献综述
1.1风电变桨系统研究背景及研究目的
自上个世纪70年代以来，全球对化石燃料的使用越来越多，不仅导致了化石燃料的能源枯竭还引起了环境污染问题。面对现如今的状况，人们越来越重视有关环境保护和可持续发展的问题。利用清洁的可再生的新能源正好可以解决现有问题，虽然应用水电和核电都几乎不会产生温室气体，但是其工程量都是非常的大。［1］水电站的建设会引起当地气候、地质结构的改变，从而引起极端天气和自然灾害等不良结果。如三峡大坝的建成改变了周边的生态环境以及文物破坏。核能发电虽然有着环保、耗资少、效率高等特点，但是如果操作不当引起的安全问题十分严重，甚至会造成不可逆转的后果。就比如1986年4月26日前苏联的切尔诺贝利核电站发生爆炸，不仅对当地人类、动物和附近环境造成了巨大的长期的糟糕影响还对全球的生态环境造成了不可避免的伤害。
风力发电可以作为一种新兴的非常干净的新能源技术的原因。是因为风能不仅是可再生资源而且在风能变化成电能的进程中，基本上不需要化石燃料的燃烧，进而对环境几乎不造成威胁。由调查发现，近些年以来中国的风力发电行业正在飞速行进，据2019年(CWEA)统计,中国(除港、澳、台地区以外)风电新增的装机数量高达10916台，新增加的装机容量高达2679万千瓦，和往期对比上升了26.7%，占全球风电新增装机容量的44.4%。直至2020年初，中国风电逐步累计的装机数量高达万多台，累计的装机容量达到亿千瓦,占全球风电累计装机容量的36.3%。［2］
由上述数据中可以得出结论，最近几年以来中国风电事业发展的越来越好。风电行业的迅猛发展离不开风电控制技术的进步，由此风电控制技术行业的市场也赢得了新的机会，风电控制系统行业抓住这一机遇进行大力的发展。变桨系统在风电控制系统中占主导地位，现在也仍然是风电行业发展的重心。［3］掌握良好的、稳定的变桨系统将有助于我国风力发电行业更上一个台阶。
1.2国内外风电变桨系统研究现状
在大型风力发电机组的整个构成里，变桨系统处于主导地位，其具体作用是对机组进行保护和控制，在机组的稳定、安全以及高效运转上起着必不可少的作用。［4］研究设计高性能的风电变桨系统已经成为新时代发展风电行业的重中之重。从而如何研究出稳定的变桨系统是当今社会大型风电控制和保护技术的重、难点之一。
现如今，欧洲国家在变桨控制风电机组的控制和生产技术方面变得愈发完美，但我国在此领域的研究和发展处于劣势。［5］在中国，很大一部分的风力发电机制造商都主要生产中小型风力发电机，除此之外在技术方面，了解的也不够充足，造成的结果就是使我国在有关大型风机的生产方面不处于优势地位，所以只能采取措施去引入欧洲国家的技术来生产和装配，但是通过此种方法生产的大型风力机通常都具有性能不够完善的缺点。因此，中国在大型风力机的生产和发展方面仍然存在非常大的问题。此问题决定了我国的风力发电行业能否取得显著的进步，所以我们必须投入大量的时间和精力来钻研大型风力发电技术。［6］国内在对大型风力机变桨距控制系统的研究还不够全面，几乎还处于仅仅掌握被动变桨技术的境地里原地踏步,在如何进行主动变桨的电动变桨和液压变桨方面研究还有所欠缺，技术掌握也不够全面，但是日本三菱重工和通用电气等在变桨距控制方面已经有了较为全面的研究和应用。
总体来说，风力发电变桨系统的主要功能，就是利用发电机的输出转矩和叶片桨距角度的变化，来确保处于不同风速的环境下，机组的输出功率与额定功率保持在一基本相同的水平。［7］当今用来控制变桨角的技术一般有传统PID方法、非线性控制、最优控制、自抗扰控制、智能控制、滑模变结构和鲁棒控制控制等。
参考文献
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[2]高原.中国风电机组控制系统行业综述（变桨系统篇）[J].风能,2021,(01).
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[5]宋建秀,吉天平,许力伟.兆瓦级风力发电机组变桨距系统[J].大功率变流技术,2011,(01).
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