2.交直交變頻器

在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，需要變頻裝置來完成由發(fā)電機(jī)到電網(wǎng)的能量傳遞。交直交變頻器有效地克服了交交變頻器的輸出電壓諧波多，輸入側(cè)功率因數(shù)低，使用功率元件數(shù)量多等缺點(diǎn)，易于控制策略的實(shí)現(xiàn)和雙向變流，特別適合變速恒頻雙饋電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和無刷雙饋電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。此外，海上風(fēng)電場采用電力電子變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)有功和無功的控制，使風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行在變速狀態(tài)以捕獲最大的風(fēng)能同時降低機(jī)械應(yīng)力和噪音。

3.矩陣變換器

矩陣變換器是一種交交直接變頻器，沒有中間直流環(huán)節(jié)，功率電路簡單，可輸出幅值、頻率均可控的電壓，諧波含量較小。應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電中的矩陣式變換器，通過調(diào)節(jié)其輸出

頻率、電壓、電流和相位，以實(shí)現(xiàn)變速恒頻控制、最大風(fēng)能捕獲控制、以及有功功率和無功功率的解耦控制等，目前矩陣式變換器的控制多采用空間矢量變換控制方法[3]。

二、儲能技術(shù)

因風(fēng)能是不可直接儲存的能源，對于離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，為了保證供電的穩(wěn)定可靠，可在多風(fēng)期間將風(fēng)能儲存起來，以供其他裝置使用。即使在風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，若以風(fēng)力發(fā)電作為獲得電能的主要方式，也必須配有適當(dāng)?shù)膬δ芟到y(tǒng)。再者，在風(fēng)力和其他能源聯(lián)合供電時，也需要儲能技術(shù)的介入。

1.蓄電池

風(fēng)力發(fā)電機(jī)在與其它發(fā)電裝置互補(bǔ)運(yùn)行或獨(dú)立運(yùn)行時通常使用蓄電池進(jìn)行儲能。在風(fēng)力-柴油發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行中，采用配備蓄電池短時儲能的措施，可避免由于風(fēng)力及負(fù)荷的變化而造成的柴油機(jī)的頻繁起動與停機(jī)。此外，蓄電池還可以減少柴油機(jī)的輕載運(yùn)行，使其絕大部分時間運(yùn)行在比較合適的功率范圍內(nèi)。同樣的，在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電中，也使用蓄電池作為主要的儲能方式。鑒于蓄電池成本考慮，在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，多采用鉛酸蓄電池或堿性蓄電池作為儲存電能的裝置。

2.超導(dǎo)儲能器(SMES)

開發(fā)超導(dǎo)線圈儲能的可行性，美國在20世紀(jì)90年代就開始研究了。超導(dǎo)線圈可在超導(dǎo)溫度下流過極高電流密度的大電流而不消耗電能，是儲存電能的最佳選擇之一。利用超導(dǎo)儲能可以吸收或發(fā)出有功和無功功率，響應(yīng)快，容量大，大大減少了電路的損耗。

使用超導(dǎo)儲能技術(shù)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出電壓和頻率穩(wěn)定，從而使電網(wǎng)穩(wěn)定。文獻(xiàn)[7]在詳細(xì)介紹了超導(dǎo)儲能SMES的調(diào)節(jié)原理及其最優(yōu)控制方法的基礎(chǔ)上，提出在并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，建立了SMES模型，同時用基因算法對SMES的控制參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，仿真結(jié)果表明，SMES單元用于并網(wǎng)形風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對電壓和頻率的同時控制，提高了輸出穩(wěn)定性。

3.不間斷電源(UPS)

不間斷電源(UPS)是指當(dāng)交流輸入電源發(fā)生異?；驍嚯姇r，還能繼續(xù)向負(fù)載供電，并能保證供電質(zhì)量，使負(fù)載供電不受影響的裝置。現(xiàn)代UPS普遍采用脈寬調(diào)制技術(shù)和IGBT、功率M0SFET等現(xiàn)代電力電子器件，效率和可靠性得以提高。并引入微處理器軟硬件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了智能化管理，可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。風(fēng)能的隨機(jī)性較大，發(fā)電的穩(wěn)定性也受到限制，對較偏遠(yuǎn)地區(qū)或者單獨(dú)運(yùn)行的風(fēng)電場來說，不間斷電源的使用很有必要。