随着能源与环境形势的日益严峻,迫切需要发动新的能源革命——开发利用可再生能源。风力发电技术以其无污染、占地少、施工周期短、投资灵活、造价低等特点,受到世界各国的高度重视。随着风力发电机组容量的扩大,变速恒频发电系统以其高效性和实用性得到广泛应用。风能是低密度能源,具有随机性和不稳定性,因此研制适合于风电转换、运行可靠、效率高、控制简单且供电性能良好的发电机系统和先进的控制技术是风力发电推广应用的重点。而风力发电技术的发展主要体现在并网型风力发电机组的并网技术以及最大风能捕获即功率调节的控制技术上的提高。为此,本文设计了一种风力发电机组的软并网与功率调节的控制集成装置。采用改进型电压电流双闭环控制实现并网,然后通过调节逆变器输出电压与电网电压的相位差进行功率调节,即实现最大功率传输。该集成控制方案可将软并网与功率调节装置合二为一,具有独立性,适应性强。文中首先比较介绍了几种不同的并网型风力发电机组及其运行特性,突出了直驱式永磁同步风力发电机组应用于风力发电系统优势。并提出了风力发电系统并网标准,介绍了常用的并网方法。然后以直驱式永磁同步风力发电机组为例,建立了风力发电系统的数学模型,包括风力机、发电机、整流器、逆变器、变压器模块,在验证了其正确性的基础上,对他们进行了系统整合,使控制对象简单化。最后结合传统电压电流双闭环逆变器控制策略提出改进型具有功率跟踪功能的并网逆变器控制策略实现软并网。根据广义功角特性,在实现并网的基础上通过调节逆变器输出电压与网压的相位差,实现最大功率传输。并使用MATLAB对整个系统及集成控制策略进行了仿真,验证了该控制策略的可行性。该方案无需控制发电机,控制简单,稳定性好,具有灵活性,为将来应用于智能电网埋下了伏笔。本项目得到“广东省绿色能源技术重点实验室资助项目(2008A060301002)”资助。