6、变速风力与水力分布式发电系统解析

变速风力与水力分布式发电系统解析

1. 引言

在现代社会，生活方式的改变和生活水平的提高使得电能消耗相比几十年前大幅增加。传统能源如煤炭、柴油和汽油的过度使用，导致其储量不断减少，价格攀升，还引发了诸如全球变暖和温室气体排放等环境问题，对人体健康也产生了不良影响，如影响视力、导致头晕和听力受损等。

与此同时，全球能源危机持续存在。以印度为例，超过7000万农村家庭无法获得电力供应，其余家庭也面临着不同时长的停电问题。大城市和一级城市也经常遭遇短暂的电力危机，这对工业、生产和其他商业活动造成了不利影响。农村地区处理电网故障的时间往往比城市更长，约18000个印度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。

风力发电自1980年代起开始商业化应用，全球风力发电装机容量已增至651GW，预计到2022年，印度的风力发电装机容量将达到60GW。随着商业化和技术的发展，风能成本已从每千瓦时2.8卢比降至2.2卢比。风力发电主要有恒速和变速两种方式。

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，20000MW的总潜在水能中，近三分之一尚未开发，未来十年计划开发约一半的潜在水能。

为解决风力发电的不可预测性问题，可将电池储能与水力发电相结合。本文采用同步磁阻发电机（SyRG）进行水力发电，并使用电容器组提供无功功率支持。同时，采用永磁无刷直流（PMBLDC）发电机从变速风中提取能量，并使用P&O技术进行最大功率跟踪（MPPT）。此外，还在分布式发电系统（DGS）的电压源转换器（VSC）上实施了符号最小均方（SLMS）控制技术，以实现