6、变速风力与水力发电：分布式发电系统的创新解决方案

变速风力与水力发电：分布式发电系统的创新解决方案

1. 引言

在现代社会，人们生活方式的改变和生活水平的提高使得电能消耗大幅增加。传统能源如煤炭、柴油和汽油的过度使用，导致这些资源日益枯竭，价格不断攀升，同时还引发了诸如全球变暖和温室气体排放等环境问题，对人类健康也产生了负面影响，如影响视力、导致头晕和听力受损等。

与此同时，全球能源危机依然严峻。以印度为例，超过7000万农村家庭无法正常用电，其余家庭也面临着不同程度的限电问题。大城市和一级城市也经常遭遇短暂的停电，这对工业、生产和商业活动造成了不利影响。此外，农村地区电网故障的修复时间往往比城市更长，约18000个偏远村庄由于地理位置偏远，难以通过电网供电。

不过，这些偏远村庄拥有丰富的太阳能、水能和风能资源，因为它们大多位于山区或沙漠地区。风力发电虽然已经有几个世纪的历史，但直到1980年才开始商业化用于发电。全球风力发电装机容量已增长到651GW，预计到2022年，印度的风力发电装机容量将达到60GW。随着商业化和新技术的发展，风力发电成本已从每千瓦时2.8卢比降至2.2卢比。

水力发电是一种古老的发电技术，装机容量在25MW以下的被视为小型水电站。在印度，约三分之一的20000MW潜在水能尚未得到开发，未来十年计划开发约一半的潜在水能。

为了实现分布式发电，本文采用同步磁阻发电机（SyRG）进行水力发电，并使用电容器组为发电机提供无功功率支持。同时，使用永磁无刷直流（PMBLDC）发电机从变速风中提取能量，并采用P&O技术进行最大功率跟踪（MPPT）。为了解决风能的不可预测性问题，结合了电池储能和水能，以实现更稳定的电力供应。此外，还采用了符号最小均方（SLMS）控制技术对