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摘要：变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获是风力发电系统的主要设计环节，对变速横频双馈式风力发电系统的工作效率提升起到关键作用。本文笔者的研究对象是变速横频双馈式风力发电系统，研究方法是理论试验阐述，研究目的是寻找变速横频双馈式风力发电系统的风能捕获策略。
关键词：变速恒频双馈式；风力发电系统；最大风能捕获
风力发电是当前发电系统中的重要组成形式之一，也是一种绿色环保的发电模式，符合现代社会的发展观念。当前，变速横频双馈式风力系统是一种非常高效的风力发电系统，对于国家风力发电产能而言极其重要。而在变速横频双馈式风力系统生产过程中，最大风能捕获直接关系到变速横频双馈式风力发电系统的生产效率。所以，在风力发电系统优化中，应该尽快解决变速横频双馈式风力发电系统最大风能捕获策略。
1.风力发电的现状
风力发电是当前电力生产的重要新式之一，也是现代新能源技术。传统的火力发电对煤炭等资源的消耗非常大，造成了资源枯竭的问题，不仅影响资源使用，更是在一定程度上影响地球环境。所以，为了解决电力能源问题也是为了做好资源保护，风力发电应运而生，风力发电采用风力能作为电力来源，而风力资源又是到处可见的可再生资源，可以说取之不尽，用之不竭，因此风力资源的发展前进十分长远。
我国对于风力发电技术的研究已经越发成熟，风力发电已经成为我国主要发电方式之一，我国对于风力发电的建设也在不断的增强。尤其是在最近几年内，国家经济的发展越来越稳定，对于风力发电科技的投入也越来越重视，使我国的风力发电技术得到了长远的发展。“十二五”期间，我国风力发电新增装机容量、累计装机容量连续五年位居全球首位。从图 1.3 中可以看出新增装机容量、累计装机容量逐年提高，风力发电比例逐年增加；其中新增装机容量从 2008 年的 615 万千瓦到 2017 年的 1966 万千瓦，逐年增加装机容量；累计装机容量从 2016-2017 年的 2337 万千瓦下降到 18836 万千瓦，虽然增速放缓，但整体装机容量速度还是增加的。由此我国风电装机并网比重逐渐扩大，风力发电已经成为我国继火电水电之后的又一能源，对于我国实施可再生发展战略和保护环境作出重要贡献。我国《可再生能源十三五规划》白皮书预计 2020 年底，我国风力发电累计装机并网容量达到 2.1 亿千瓦，全年发电量要求达到 4200 亿千瓦时以上。从图 1.3 中可以看出 2017年我国新增装机容量达到 1966 万千瓦，累计装机容量达到 1.88 亿千瓦，相比 2016 年来说新增装机容量下降 15.9%和累计装机容量增长 11.7%。虽然新增装机容量下降，但整体装机容量比重仍在逐渐提高，由此可见风力发电发展应用前景广泛。
2.风力发电系统的简要介绍
风力发电系统根据运行方式分为：恒速恒频（Constant Speed Constant Frequency）、变速恒频（Variable Speed Constant Frequency）。定速恒频发电系统：异步电动机直接并网，并且没有电力电子变流器，低风速风力机通过齿轮箱与发电机转子相连，转速主要根据电网频率决定。在风速变化时转矩和功率波动较大，而且还需要在启动时加入额外无功补偿装置，并需要启动控制来限制启动电流。随着风速的改变，风能利用效率会较低。变速恒频发电系统：变速恒频发电系统可以随着风速的变化，在低风速时实现风能的最大捕获，高风速时调整桨距角并保持最大功率的稳定输出。变速恒频双馈式发电系统在风力发电系统中的优势总结为以下五点：
（1）风能转换效率高。
（2）具备能量的双向流动。
（3）具有良好的输入和输出特性。
（4）励磁电源容量较小，发电成本低。
（5）变桨距结构简单化。
3.变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获策略
变速恒频双馈式风力发电系统是当前风力发电系统的重要组成形式，对于风力发电的产能做出了重要贡献，在当前风力发电系统大力发展的过程中，风力发电系统的优化，将会很大程度上提高风力发电产能、而变速恒频双馈式风力发电系统要想提升发电产能，就可以从最大风能捕获提升做起，变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获直接关系到风力发电系统的发电产能，具体可以采用以下几方面策略：
3.1模糊控制策略
在变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获过程中，可以选择使用模糊控制策略。模糊控制策略具体实施可以包括以下几种。首先，将模糊自适应控制应用在直驱式风力发电系统中实现了最大风能的捕获[1]。其次，将模糊控制应用于无刷双馈电机的变速控制环节，经过对比分析发现模糊控制能有效地减少系统震荡，缩短系统的响应时间，从而做到变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获。第三，将模糊控制器应用于双馈式风力发电系统的变桨距控制环节中，实现了低风速时的最大风能捕获，高风速时限定桨距角实现稳定功率输出。同时为提高桨距角的响应，加入风速模糊前馈补偿桨距角，有效地改善系统的响应速度，从而提高变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获效率。第四，在变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获中增加模糊控制器装置，模糊控制器装置在具体的功能实施过程中，可以有效的跟踪风能资源，从而最大程度上捕获风能。第五，在变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获过程中可以采用最优梯度和模糊规则结合实现判定最大功率，通过设定转频率误差修正来实现风能的最大捕获。
3.2爬山搜索方法
爬山搜索方法可以作为变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获措施。
在对变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获研究过程中，可以选择使用爬山搜索的方法进行最大风能捕获。应用爬山搜索的方式进行变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获可以选择以下集中方式；在进行变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获优化的过程中，可以将步长寻优时间问题作为优化基本出发点。在变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获中应用电流转换思想、离散化功率、连点斜率等方法进行优化设计，从而在一定程度上优化步长最优时间，从而直接提高变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获效率[2]。其次，提出不依赖风速的检测元件，利用功率和转速曲线的改进型变步长爬山搜索策略，在传统的变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获过程中，风俗检测元件的依赖性非常关键，只有通过风速检测装置才能够科学合理的了解到最大风速和最大风能。但是，风速检测元件是电子设备其检测精度受到设备自身因素、认为使用因素以及自然环境因素等多种因素影响，从而导致变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获过程中，精度有所缺失。所以，变速恒频双馈式风力发电系统的最大风能捕获方法优化中，减少风俗检测元件的应用。在用影响因素更少的计算检测方法进行最大风能计算和捕获。
3.3神经网络系统
采用神经网络系统在变速恒频双馈式风力发电系统中应用，也能够很好的加快风力发电系统的最大风能捕获。神经网络系统具有良好使用功能，也具备良好的动态响应。在变速恒频双馈式风力发电系统中将模糊自适应控制与神经网络结合应用在双闭环控制中的转速环节，低风速时可以实现最大风能捕获，高风速时限定功率输出并调整控制桨距角，同时增加系统的响应时间[3]。通过神经网络系统的有效应用，可以很大程度上提升最大风能的捕获效率。
结束语
本文笔者从神经网络结合应用、爬山搜索法应用、模糊控制策略三个方面阐述了速恒频双馈风力发电系统最大风能捕获控制策略，希望能够对速恒频双馈风力发电系统最大风能捕获控制提升有所帮助。
参考文献：
[1] 赵爱云.变速恒频双馈风电机组频率控制策略[J].通信电源技术，2018，035（001）：26-27.
[2] 李享.变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术分析[J].科技视界，2018，000（012）：184-185.
[3] 孙伟.变速恒频双馈式异步风力发电机分析[J].通信电源技术，2019，36（003）：275-276.