发电体系的设备容量正在以每年超越30%的增长率在世界规模得到日益广泛的运用，现已构成一个年产值超越五十亿美元的全球性工业。现在设备的发电体系大多是MW级与电网互联的大型风机体系，该职业的技能经过不断完善已日臻成熟。可是用于遥远区域独立供电的发电体系还需求战胜许多技能上的难点才干得以广泛的运用。跟着我国对“三农”投入力度加大，经济继续快速开展，宽广农、牧、渔民对改进日子环境，进步日子质量，处理日子用电的迫切要求，选用风力发电体系为部分负载供应电力，不只能够削减一次性巨额出资，还能够革除火力发电体系的温室气体排放，改进环境和乡村区域的动力结构，有益于可继续性开展[1][2]。
风力发电机组是将风能转化为电能的机械。从能量转化的视点看，风力发电机组由两大部分组成：其一是风力机，它的功用是将风能转化为机械能；其二是发电机，它的功用是将机械能转化为电能[3]。
小型风力发电体系结构如图1所示。它一般由风轮、发电机、尾舵和电气操控部分等构成。惯例的小型风力发电机组多由感应发电机或永磁同步发电机加AC/DC改换器、蓄电池、逆变器组成[4]。在风的吹动下，风轮滚动起来，使空气动力能改动成了机械能（转速+扭矩）。风轮的轮毂固定在发电机轴上，风轮的滚动驱动了发电机轴的旋转，带动永磁三相发电机宣布三相沟通电。风速的不断改动、忽大忽小，发电机宣布的电流和电压也跟着改动。宣布的电经过操控器的整流，由沟通电变成了具有必定电压的直流电，并向蓄电池进行充电。从蓄电池组输出的直流电，经过逆变器后变成了220V的沟通电，供运用户的家用电器。
风力发电机依据运用场合的不同又分为并网型和离网型风力机。离网型风力发电机亦称独立运转风力机，是运用在无电网区域的风力机，一般功率较小。独立运转风力机一般需求与蓄电池和其他操控设备一起组成独立运转风力机发电体系。这种独立运转体系能够是几kW甚至几十kw，处理一个村落的供电体系，也能够是几十到几百W的小型风力发电机组以处理一家一户的供电。
因为风能的随机性，发电机所宣布电能的频率和电压都是不安稳的，以及蓄电池只能存储直流电能，无法为沟通负载直接供电。因而，为了给负载供应安稳、高质量的电能和满意沟通负载用电，需求在发电机和负载之间参加电力改换设备，这种电力改换设备首要由整流器、逆变器、操控器、蓄电池等组成[5][6]。
整流器的首要功用是对风力发电机输出的三相沟通电进行整流，整流后的直流电经过操控器再对蓄电池进行充电。一般选用的都是三相桥式整流电路。在风电支路中整流器的别的一个重要的功用是，在外界风速过小或许根本没风的情况下，风力发电机的输出功率也较小，因为三相整流桥的二极管导通方向只能是由风力发电机的输出端到蓄电池，所以避免了蓄电池对风力发电机的反向供电。
独立运转的小型风力发电体系中，有风轮驱动的沟通发电机，需求配以恰当的整流器，才干对蓄电池充电。依据风力发电体系的容量不同，整流器分为可控与不可控两种。可控整流器首要运用在功率较大的体系中，能够减小电感过大带来的体积大、损耗大等缺陷；不可控整流器首要运用于小功率体系中。
逆变器是在电力改换进程中常常运用到的一种电力电子设备，它的首要效果便是将蓄电池存储的或由整流桥输出的直流电改动为负载所能运用的沟通电。现在独立运转小型风电体系的逆变器大都为电压型单相桥式逆变器。在风力发电中所运用的逆变器要求具有较高的功率，特别是轻载时的功率要高，这是因为风电发电体系常常运转在轻载状况。别的，因为输入的蓄电池电压随充、放电状况改动而改动较大，这就要求逆变器能在较大的直流电压改动规模内正常作业，并且要确保输出电压的安稳[7]。
曩昔风力机的操控器和逆变器是分隔的，现在大都厂家都选用操控器和逆变器一体化的计划。操控器将发电机宣布的沟通电整流后，充入蓄电池组。逆变器将蓄电池组输出的直流电转化成220V沟通电，并供应给用电器[8]。
（2）沟通输入型：逆变器输入端与风力发电机组的发电机沟通输出端衔接的产品，即操控、逆变一体化的产品。
（1）过充保护：当风速继续较高，蓄电池充电很足，蓄电池组电压超越额外电压1.25倍时，操控器中止向蓄电池充电，剩余的电流流向卸荷器。
（2）过放保护：当风速长时间较低，蓄电池充电缺乏，蓄电池组电压低于额外电压0.85倍时，逆变器中止作业，不再向外供电。当风速再增高，蓄电池组电压康复到额外电压的1.1倍时，逆变器主动康复作业、向外供电。
在独立运转的小型风力发电体系中，广泛选用蓄电池作为蓄能设备。蓄电池的效果是当风力较强或负荷减小时，能够将来自风力发电机宣布的电能中的一部分储存在蓄电池中，也便是向蓄电池充电。当风力较弱、无风或用电负荷增大时，储存在蓄电池中的电能向负荷供电，以补足风力发电机所发电能的缺乏，到达保持向负荷继续安稳供电的效果。
蓄电池首要有一般蓄电池、碱性镉镍蓄电池以及阀控式密封铅酸蓄电池三类。一般铅酸蓄电池因为具有运用寿数短、功率低、保护杂乱、所发生的酸雾污染环境等问题，其运用规模很有限，现在已逐步被阀控式密封铅酸蓄电池所筛选。阀控式密封铅酸蓄电池全体选用密封结构，不存在一般铅酸蓄电池的气涨、电解液渗漏等现象，运用安全可靠、寿数长，正常运转时无须对电解液进行检测和调酸加水，又称为免保护蓄电池，现在已被广泛地运用到邮电通信、船只交通、应急照明等许多范畴。碱性镉镍蓄电池的特点是体积小、放电倍率高、运转保护简略、寿数长，但因为它单体电压低、易漏电、造价高且简单对环境形成污染，因而其运用遭到限制，现首要运用在电动工具及各种便携式电子设备上。
现在在大大都风电体系或太阳能光伏体系中选用的都是阀控式密封铅酸蓄电池。蓄电池是影响风电体系寿数的关键因素，对阀控式密封铅酸蓄电池充放电的操控直接影响蓄电池的寿数，不合理的充放电将直接导致蓄电池的溃散。在大大都的风电体系中，都是由CPU来监测并操控蓄电池的充放电进程，较多选用分阶段法来优化充电进程。因为分阶段充电进程契合阀控式密封铅酸蓄电池的特性，能很好地保护蓄电池，延伸其运用寿数。
在风力发电中，因为风速改动多端，使对其的运用存在必定的困难。风速的改动使风力机输出机械功率发生改动，然后使发电机输出功率发生动摇而使电能质量下降，使风力发电机的输出电能质量安稳成为风力发电技能中的重要问题。所以改进风力发电技能，进步风力发电机组的功率，关于最充分地运用风能资源有着十分重要的含义。
依据风力发电供电方法的不同将功率输出定性地分为两类：调理机械功率，在风力机操控回路加调理设备使风力机输出机械功率安稳；调理电功率，在发电机的操控部分参加反应，运用快速呼应的操控器和优化操控战略来操控发电机输出功率[11]。
失速调理方法是指浆叶自身所具有的失速特性，当风速高于额外风速时，气流的攻角增大到失速条件，使浆叶的外表发生涡流，下降叶片气动功率，影响能量捕获。小型风力发电体系最大功率操控扰动法失速调理一般用于恒速运转的风力发电机中[11-13]。
为了进步风能转化功率和确保风力机输出功率平稳，能够经过浆距调理使风力机习惯风速的改动，到达最优的功率输出。变浆距风力发电机组不完全依托叶片的气动特性，而首要是依托与叶片相匹配的叶片攻角改动来调理风能的转化功率。在停止时节距角为90，这时气流对桨叶不发生力矩，整个桨叶相当于一块阻尼板。当到达发动风速时，桨叶向0方向滚动，气流对桨叶发生必定的攻角，叶轮开端滚动。在额外风速以下时，叶片的攻角处于0邻近，此刻叶片视点受操控精度的影响，改动规模很小，可等同于定浆矩风机。在额外风速以上时，变浆距组织发挥效果，调整叶片攻角，确保发电机的功率在答应规模之内。变浆距风力机发动风速比较低，这对添加发电量简直没有什么含义，停机时对传动组织冲击小，风力机正常作业时首要选用功率操控[11-13]。
这种调理方法是前两种功率调理方法的组合。在低风速时，选用变浆距调理，可到达更高的气动功率；当风机到达额外功率后，风机依照变浆距调理时风机调理浆距相反的方向改动浆距，这种调理将引起叶片攻角的改动，然后导致更深层次的失速，可使功率输出愈加滑润。这种调理方法归纳前两种调理方法的长处，相似变浆距调理，但不需求很活络的调理速度，劲风时，整个机组遭到的冲击也较小[13]。
小型风力发电体系作为乡村动力的组成部分，它的推行运用关于改进用电结构，特别是遥远山区的出产、日子用能，推进生态环境建造诸范畴的开展将发挥积极效果，因而具有宽广的市场前景。风能具有随机性和不确定性，风力发电体系是一个杂乱体系。简化小型风力发电体系的结构、下降成本、进步可靠性及完成体系优化运转，关于小型风力风力发电体系的推行具有十分重要含义。
[1]张春友,田德,王海宽.我国小型风力发电机的开展现状及趋势[J].乡村牧区机械化,2008(2)：38-39.
[2]李德孚.小型风力发电职业现状与开展趋势[J].农业工程技能,2007(1):47-50.
[3]邓可蕴.户用小型风力发电机运用与保护[M].北京：农业出版社,2006.
[4]刘万琨.风能与风力发电技能[M].北京：化学工业出版社,2007.
[7]张兴,陈玲,杨淑英.离网型小型风力发电体系逆变器的操控[J].电力体系主动化.2008(23):95-99.
[8]许颇,张兴,张崇巍.选用Z源改换器的小型风力并网逆变体系[J].电工技能学报.2008(4):93-97.
[10]叶杭治.风力发电机组的操控技能[M].北京:机械工业出版社,2002.
[11]陈星莺,刘孟觉,单渊达.风力发电体系优化输出技能的研讨[J].电力主动化设备.2000(5):7-10.
[14]金如麟,谭娃.小型风力发电机的最大输出功率[J].中小型电机.2000(2)：37-39.
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