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《中小型电机》2000, 27 (2) 小型风力发电机的最大输出功率　　　　　　　　　　 　 37 小型风力发电机的最大输出功率 ( ) 上海交通大学 200030 　金如麟　谭　娃 在工作点上的输出电功率 = · 也不同。如果 P u i 　　1　概述 我们能随意地改变负载阻抗, 则可以使负载特性与 风力发电是将自然界中的风能转变成电能的 输出特性的交点达到最大的输出功率P m 1。当风力 装置。这种电能的转换由于无污染、低成本、且用之 条件变化时, 发电机的输出特性假设变化为曲线 不尽而受到人们的重视, 成为近年来世界各国大力 2, 我们可以相应地调整负载阻抗, 使它在输出特性 开发利用的一种新能源。但风力发电受环境影响很 为 2 时仍能有最大的输出功率P m 2 。在不同的环境 大, 大风、小风甚至无风会造成发电机输出特性有 条件, 按输出最大功率的要求来进行调整, 则能得 大范围的变化, 而负载通常要求有恒定的电压供 到风能的最大利用。 电。对于电网附近的大型风力发电站, 人们常采用 异步发电机与电网并联运行的方式, 依靠大容量的 电网来调节补偿不同环境影响时风力发电机的输 出。对无电网存在的诸如海岛、沙漠、高山等场合, 只能用小型的独立风力发电站供电。该类风力发电 机通常可采用永磁直流发电机或永磁交流发电机。 为保证在风力不足时, 负载仍能得到所需电功率; 在风力足够大时又能将供应负载所需功率以外富 余的电能储存起来, 通常对这种小型风力发电站采 用直流供电方式, 同时引入一组蓄电池调节电能的 图2　风力发电机的输出特性和最大功率的决定 储存和供应。在风力发电机给负载供电的同时, 亦 图 1 中所设置的直流电压变换器既可起到发 给蓄电池充电。如采用永磁交流发电机, 则必须经 电机与负载之间的电压匹配作用, 也能通过改变直 整流后给负载和电池供电。通常风力发电机的输出 流电压变换器的输入阻抗, 使发电机处于最大输出 电压变动范围很大, 往往不能直接与负载匹配供 电功率状态。 电, 为此, 可在发电机与负载之间接入一直流电压 　　2　直流电压变换器 变换器, 其输入与输出电压之比可任意改变。同样 道理, 在发电机与蓄电池之间, 蓄电池与负载之间 利用电力电子技术, 直流电压变换器既可做成 [ 1 ] 也应引入直流电压变换器。图 1 就是一个小型的风 升压变换器, 也可做成降压变换器 , 图3a 是风力 力发电站系统示意图。 发电系统中适用的直流升压变换器原理图。图中 S 为电子开关, 由功率半导体器件做成, 它周期性地 ( )