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風力發(fā)電風車篇一
一、對調(diào)峰、調(diào)頻與備用的影響
大規(guī)模風電并網(wǎng)的重要制約因素是電網(wǎng)可為風電提供的調(diào)峰能力，必須利用全網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻能力進行統(tǒng)一平衡，時，常規(guī)機組減少出力為風電提供空間。電接入電網(wǎng)功率。風電的反調(diào)峰特性，例如，東北電網(wǎng)受冬季火電機組供熱影響，反調(diào)峰特性，使得系統(tǒng)調(diào)峰異常困難，進入制風電出力，最多時限制近
二、對電壓與無功功率控制的影響風電機組類型不同，無功功率特性差異很大。早期的風電場多采用的是固定轉(zhuǎn)速風電機組—異步發(fā)電機，吸收系統(tǒng)無功且無功不可控，功控制。風機的無功功率不可控，必然導(dǎo)致電壓忽高忽低，無功補償裝置頻繁投切。風電對系統(tǒng)的電壓要求很高（電壓偏差不得超過應(yīng)用的變速風電機組—雙饋異步電機和直驅(qū)風電機組在1.0，不向系統(tǒng)吸收無功，解決了部分無功電壓問題，但不具備恒電壓調(diào)節(jié)能力。區(qū)域性無功電壓調(diào)節(jié)問題還需要通過安裝svc等動態(tài)無功補償裝置、輸電通道動態(tài)無功補償設(shè)備以及頻繁投切的低容低抗來實現(xiàn)。[5]風電功率波動影響主網(wǎng)潮流分布，同時電壓波動使無功補償設(shè)備頻繁投切。風電場的利用小時數(shù)很低一般在電場送出線路長時間會處于輕載狀態(tài)，電壓必然偏高，低抗將長時間投入運行。
三、對電能質(zhì)量的影響有相當一部分風電機組直接并入配電網(wǎng)，由此帶來的電能質(zhì)量問題尤為突出。電壓波動和閃變：風力發(fā)電機組大多采用軟并網(wǎng)方式，但是在啟動時仍會產(chǎn)生較大的沖擊電流。當風速超過切出風速時，乎同時動作，這種沖擊對配電網(wǎng)的影響十分明顯。都會導(dǎo)致風機出力的波動，而其波動正好處在能夠產(chǎn)生電壓閃變的頻率范圍之內(nèi)（低于hz），因此，風機在正常運行時也會給電網(wǎng)帶來閃變問題，影響電能質(zhì)量。電給系統(tǒng)帶來諧波的途徑主要有兩種。接和電網(wǎng)相連的固定轉(zhuǎn)速風電機組，定的諧波，不過過程很短，發(fā)生的次數(shù)也不多，通?？梢院雎?。但是對于變速風電機組則不然，變速風電機組通過整流和逆變裝置接入系統(tǒng)，諧波的范圍內(nèi)，則會產(chǎn)生很嚴重的諧波問題，逐步得到解決。另一種是風力發(fā)電機的并聯(lián)補償電容器可能和線路電抗發(fā)生諧振，行中，曾經(jīng)觀測到風電場出口變壓器的低壓側(cè)產(chǎn)生大量諧波的現(xiàn)象。才能保證全額接受風電和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。風電功率具有不確定性，將導(dǎo)致負荷峰谷差增大，使得系統(tǒng)調(diào)峰異常困難?；痣姍C組固有的調(diào)峰能力大為下降，2008 年冬季以后，多次因低谷調(diào)峰問題被迫限400 mw。[6]
需后期改造以配備相應(yīng)的補償裝置來進行無10%），但它本身就是一個無功干擾源。目前普遍—永磁同步機能夠保證風機功率因數(shù)avc 等系統(tǒng)手段來實現(xiàn)。風電場提高電壓控制手段一般通過2 100～2 400 h，機組出力小于額定功率
如果整個風電場所有風機幾不但如此，風速的變化和風機的塔影效應(yīng)一種是風力發(fā)電機本身配備的電力電子裝置。軟啟動階段要通過電力電子裝置與電網(wǎng)相連，如果電力電子裝置的切換頻率恰好在產(chǎn)生隨著電力電子器件的不斷改進，當風電功率增加5%的概率最大，所以風[6]諧波污染：風這一問題也在[4][2]
[5]25 對于直會產(chǎn)生一在實際運系統(tǒng)調(diào)峰裕度必須大于風加之風電的風機會從額定出力狀態(tài)自動退出運行。
四、對發(fā)電計劃與調(diào)度的影響
風能的不可控性使得對風電不可能像對其他傳統(tǒng)電源一樣可以進行可靠預(yù)測。風電場并 網(wǎng)以后，電網(wǎng)的可用調(diào)峰容量減去用于平衡負荷波動的備用容量后，剩余的可用調(diào)峰容量都能夠用于為風電調(diào)峰，但如果整個電網(wǎng)可用于風電的調(diào)峰容量有限，則風電場的實際運行就會受到一定的限制，在電網(wǎng)無法完全平衡風電場的功率波動時，需要限制風電注人電網(wǎng)的功率。[4]由于當前我國電網(wǎng)中風電的比例不高，因此在電網(wǎng)調(diào)度工作中一般不把風電納入電網(wǎng)調(diào)度．且由于尚未開展風電功率預(yù)測的研究與應(yīng)用，因此風電功率的波動對于電網(wǎng)而言完全是隨機的，最嚴重的情況就等于整個風電裝機容量大小的風電功率在短時間內(nèi)的波動，雖然發(fā)生這種情況的概率較小，但是在實際運行中仍無法排除發(fā)生這種情況的可能性由于系統(tǒng)需要有與風 電場額定容量相當?shù)膫溆萌萘?，在風停時替代風電場，這使得風電上網(wǎng)成本增加。目前，我國相關(guān)省區(qū)電網(wǎng)調(diào)度根據(jù)風由各省自行平衡，基本上不安排風電的發(fā)電調(diào)度計劃。
結(jié)語
隨著氣候的變遷，環(huán)境的惡化資源的短缺發(fā)展新的清潔可再生能源已成為一種趨勢合理地開發(fā)和利用風能成為解決矛盾的一種方法，的成果，對我國電網(wǎng)進一步的改造和開發(fā)新技術(shù)以支撐風電的大規(guī)模并網(wǎng)．的快速穩(wěn)步發(fā)展。
參考文獻：
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只要結(jié)合我國的實際情況，[j] 新能源 [d]．長春[j] 科技創(chuàng)新導(dǎo)報[j] 中國電力教育[j ]宣稱供電公司[d]．北京 ：國家電力監(jiān)管委員會借鑒國外已有以支持國民經(jīng)濟 第11期
：東北電力大學(xué)，2010 no.35
2010，2005． 36期 2009．
電場實際發(fā)電出力對網(wǎng)內(nèi)其他電廠出力進行調(diào)整，年第，
風力發(fā)電風車篇二
風力發(fā)電
風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們感興趣的是如何利用風來發(fā)電。風是一種潛力很大的新能源，十八世紀初風力發(fā)電圖，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。人估計過，地球上可用來發(fā)電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國內(nèi)外都很重視利用風力來發(fā)電，開發(fā)新能源。利用風力發(fā)電的嘗試，早在二十世紀初就已經(jīng)開始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國應(yīng)用航空工業(yè)的旋翼技術(shù)，成功地研制了一些小型風力發(fā)電裝置。這種小型風力發(fā)電機，廣泛在多風的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用，它所獲得的電力成本比小型內(nèi)燃機的發(fā)電成本低得多。不過，當時的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下
風力發(fā)電所需要的裝置，稱作風力發(fā)電機組。這種風力發(fā)電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發(fā)電機和鐵塔三部分。
優(yōu)點
1、清潔，環(huán)境效益好；
2、可再生，永不枯竭；
3、基建周期短；
4、裝機規(guī)模靈活。
缺點
1、噪聲，視覺污染；
2、占用大片土地；
3、不穩(wěn)定，不可控；
4、目前成本仍然很高。
5、影響鳥類。
風力發(fā)電風車篇三
風力發(fā)電機原理
是將風能轉(zhuǎn)換為機械功的動力機械，又稱風車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動機。風力發(fā)電利用的是自然能源。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應(yīng)急來用的話，還是不如柴油發(fā)電機。風力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。力發(fā)電的原理:是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。
現(xiàn)狀:風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國風能資源十分豐富，我國也在西部地區(qū)大力提倡,管理滯后影響風電“進步”首先，我國對風能資源的普查、評價、規(guī)劃管理嚴重滯后，資源分散，缺少整合，沒有形成全國統(tǒng)一的國家級風電產(chǎn)業(yè)研機機構(gòu)，缺少對產(chǎn)業(yè)資源的集中和整合。
其次，單位kw造價高，火電平均4500元/kw，風電平均每8000~9000元/kw，平均造價高于火電?；痣娖骄妰r0.36元/千瓦時，風電平均電價為0.56元/千瓦時，在我國南方地區(qū)電價，還要略高于北方地區(qū)。影響電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電的積極性。第三，目前市場和產(chǎn)業(yè)化基本上沒有形成，風電機組和系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)、設(shè)備性能、效率以及技術(shù)工藝水平與歐洲相比存在很大差距。國產(chǎn)風電關(guān)鍵部件，如液壓系統(tǒng)、聯(lián)合器、電控等可靠性差，技術(shù)不夠成熟。
改善“環(huán)境”加快風電步伐
前景:它的優(yōu)勢不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運行成本低。；風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常廣闊，為風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。
我國風能資源十分豐富，它是一種干凈的可再生能源；風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常廣闊，優(yōu)缺點:它的優(yōu)勢不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運行成本低,我國風力資源豐富,缺點,效率低,造價昂貴,技術(shù)有待改進,管理不夠完善
風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發(fā)電。風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)：風力發(fā)電機＋充電器＋數(shù)字逆變器。風力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；
機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，故其輸出的是13～25v變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220v市電，才能保證穩(wěn)定使用。機械連接與功率傳遞水平軸風機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯(lián)軸節(jié)相連,將轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機的傳動軸,此聯(lián)軸節(jié)應(yīng)按具有很好的吸收阻尼和震動的特性，表現(xiàn)為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯(lián)軸器可阻止機械裝置的過載。另一種為直驅(qū)型風機槳葉不通過齒輪箱直接與電機相連風機電機類型
風力發(fā)電風車篇四
華 北 水 利 水 電 學(xué) 院
研 究 生 結(jié) 課 論文
姓名曾浩
學(xué)號201110522220
專業(yè)水利水電工程
性質(zhì) 國家統(tǒng)招（∨）單考（）
考試科目同步電機運行基本理論
考試時間2012.6.20
成績
風力發(fā)電機控制系統(tǒng)
中科院專家提出：風能、太陽能、潮汐能的開發(fā)可以有效緩解中國的能源供應(yīng)困局，其中產(chǎn)業(yè)化條件最為成熟的首推風力發(fā)電。中國風力發(fā)電已經(jīng)歷20年漫長的“試驗期”，而風力發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化舉步維艱，大大小小的風電場遍布全國，幾乎各省都有，卻并不成氣候，因此中國風力發(fā)電潛力巨大。下面我簡單介紹一下風力發(fā)電機控制系統(tǒng)風力發(fā)電機由多個部分組成，而控制系統(tǒng)貫穿到每個部分，相當于風電系統(tǒng)的神經(jīng)。因此控制系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系到風力發(fā)電機的工作狀態(tài)、發(fā)電量的多少以及設(shè)備的安全。目前風力發(fā)電亟待研究解決的的兩個問題：發(fā)電效率和發(fā)電質(zhì)量都和風電控制系統(tǒng)密切相關(guān)。對此國內(nèi)外學(xué)者進行了大量的研究，取得了一定進展，隨著現(xiàn)代控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，為風電控制系統(tǒng)的研究提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
風力發(fā)電控制系統(tǒng)的基本目標是保證風力發(fā)電機組安全可靠運行，獲取最大能量，提供良好的電力質(zhì)量。風力發(fā)電控制系統(tǒng)組成主要包括各種傳感器、變距系統(tǒng)、運行主控制器、功率輸出單元、無功補償單元、并網(wǎng)控制單元、安全保護單元、通訊接口電路、監(jiān)控單元。具體控制內(nèi)容有：信號的數(shù)據(jù)采集、處理，變槳控制、轉(zhuǎn)速控制、自動最大功率點跟蹤控制、功率因數(shù)控制、偏航控制、自動解纜、并網(wǎng)和解列控制、停機制動控制、安全保護系統(tǒng)、就地監(jiān)控、遠程監(jiān)控。當然對于不同類型的風力發(fā)電機控制單元會不相同。
與一般工業(yè)控制過程不同，風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)是綜合性控制系統(tǒng)。它不僅要監(jiān)視電網(wǎng)、風況和機組運行參數(shù)，對機組運行進行
控制。而且還要根據(jù)風速與風向的變化，對機組進行優(yōu)化控制，以提高機組的運行效率和發(fā)電量。目前絕大多數(shù)風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)都采用集散型或稱分布式控制系統(tǒng)（dcs）工業(yè)控制計算機。采用分布式控制最大優(yōu)點是許多控制功能模塊可以直接布置在控制對象的位置，就地進行采集、控制、處理。避免了各類傳感器、信號線與主控制器之間的連接;同時dcs現(xiàn)場適應(yīng)性強，便于控制程序現(xiàn)場調(diào)試及在機組運行時可隨時修改控制參數(shù),并與其他功能模塊保持通信，發(fā)出各種控制指令。
控制系統(tǒng)的類型對于不同類型的風力發(fā)電機，控制單元會有所不同，主要是因為發(fā)電機的結(jié)構(gòu)或類型不同而使得控制方法不同，加上定槳距和變槳距，形成多種結(jié)構(gòu)和控制方案。根據(jù)漿葉的不同，分為以下三種：
l 定槳距失速調(diào)節(jié)型風力發(fā)電機組:定槳距是指槳葉與輪轂的連接是固定的，即當風速變化時，槳葉的迎風角度不能隨之變化。失速是指槳葉本身所具有的失速特性，當風速高于額定風速時，氣流將在槳葉的表面產(chǎn)生渦流，使效率降低，產(chǎn)生失速，來限制發(fā)電機的功率輸出。為了提高風電機組在低風速時的效率，通常采用雙速發(fā)電機（即大/小發(fā)電機）。在低風速段運行的，采用小電機使槳葉具有較高的氣動效率，提高一些發(fā)電機的運行效率。定槳失速調(diào)節(jié)型的優(yōu)點是失速調(diào)節(jié)由指槳葉本身完成，簡單可靠，當風速變化引起的輸出功率的變化只通過槳葉的被動失速調(diào)節(jié)而控制系統(tǒng)不作任何控制，使控制系統(tǒng)大為減化。但是在輸入變化的情況下，風力發(fā)電機組只有很小的機會
能運行在最佳狀態(tài)下，因此機組的整體效率較低。通常很少應(yīng)用在兆瓦級以上的大型風力機上變槳距調(diào)節(jié)型風力發(fā)電機組:變獎距是指安裝在輪轂上的葉片通過控制可以改變其槳距角的大小。在運行過程中，當輸出功率小于額定功率時，槳距角保持在0°位置不變，不作任何調(diào)節(jié)；當發(fā)電機輸出功率達到額定功率以后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)輸出功率的變化調(diào)整槳距角的大小，使發(fā)電機的輸出功率保持在額定功率。此時控制系統(tǒng)參與調(diào)節(jié)，形成閉環(huán)控制。主動失速調(diào)節(jié)型風力發(fā)電機組:將定槳距失速調(diào)節(jié)型與變槳距調(diào)節(jié)型兩種風力發(fā)電機組相結(jié)合，充分吸取了被動失速和槳距調(diào)節(jié)的優(yōu)點，槳葉采用失速特性，調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用變槳距調(diào)節(jié)。在低風速肘，將槳葉節(jié)距調(diào)節(jié)到可獲取最大功率位置，槳距角調(diào)整優(yōu)化機組功率的輸出；當風力機發(fā)出的功率超過額定功率后，槳葉節(jié)距主動向失速方向調(diào)節(jié)，將功率調(diào)整在額定值上。由于功率曲線在失速范圍的變化率比失速前要低得多，控制相對容易，輸出功率也更加平穩(wěn)。
根據(jù)風機轉(zhuǎn)速分有恒速恒頻和變速恒頻兩種，恒速恒頻機組的整體效率較低,而變速恒頻這種調(diào)節(jié)方式是目前公認的最優(yōu)化調(diào)節(jié)方式，也是未來風電技術(shù)發(fā)展的主要方向。變速恒頻的優(yōu)點是大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)運行轉(zhuǎn)速，來適應(yīng)因風速變化而引起的風力機功率的變化，可以最大限度的吸收風能，因而效率較高?？刂粕弦埠莒`活，可以較好的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功功率、無功功率，但控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。變速恒頻又根據(jù)發(fā)電機的不同分為以下幾種：異步感應(yīng)發(fā)電機:通過晶閘管控制的軟并網(wǎng)裝置接入電網(wǎng)，并網(wǎng)沖擊電流較大。另外需要電容無功補償裝置，控制電路簡單。繞線轉(zhuǎn)子異步發(fā)電機:對于繞線轉(zhuǎn)子異步發(fā)電機可以采用功率輔助調(diào)節(jié)方式，即轉(zhuǎn)子電流控制（rcc）方式來配合變漿距機構(gòu)，共同完成發(fā)電機輸出功率的調(diào)節(jié)。在繞線轉(zhuǎn)子輸入由電力電子裝置控制的發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流，可以加大異步發(fā)電機轉(zhuǎn)差率（可到10％），使得發(fā)電機在較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)向電網(wǎng)送電。以提高異步發(fā)電機的風能利用率。雙饋發(fā)電機:雙饋電機的結(jié)構(gòu)類似于繞線式感應(yīng)電機，定子繞組也由具有固定頻率的對稱三根電源激勵，所不同的是轉(zhuǎn)子繞組具有可調(diào)節(jié)頻率的三相電源激勵，一般采用交一交變頻器或交一直一交變頻器供以低頻電流。雙饋電機控制系統(tǒng)通過變頻器控制器對逆變電路小功率器件的控制，可以改變雙饋發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁電流的幅值、頻率及相位角，達到調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速、有功功率和無功功率的目的。這既提高了機組的效率，又對電網(wǎng)起到穩(wěn)頻、穩(wěn)壓的作用。雙饋電機應(yīng)用于風力發(fā)電中，可以解決風力機轉(zhuǎn)速不可調(diào)、機組效率低等問題。同時，由于雙饋電機對無功功率、有功功率均可調(diào)，對電網(wǎng)可起到穩(wěn)壓和穩(wěn)頻的作用，提高了發(fā)電質(zhì)量。永磁直驅(qū)同步發(fā)電機：永磁直驅(qū)同步發(fā)電機系統(tǒng)由變漿距風輪機直接驅(qū)動永磁同步發(fā)電機，省去了增速用齒輪箱。發(fā)電機輸出先經(jīng)整流器變?yōu)橹绷?，再?jīng)igbt（絕緣柵雙極晶體管）逆變器將電能送到電網(wǎng)。對風力發(fā)電機工作點的控制是通過控制逆變器送到電網(wǎng)的電
流實現(xiàn)對直流環(huán)節(jié)電壓的控制，從而控制風輪機的轉(zhuǎn)速。發(fā)電機發(fā)出電能的頻率、電壓、電功率都是隨著風速的變化而變化的，這樣有利于最大限度地利用風能資源，而恒頻恒壓并網(wǎng)的任務(wù)則由整流逆變系統(tǒng)系統(tǒng)完成。
目前計算機技術(shù)突飛猛進，更多新的技術(shù)被應(yīng)用到了dcs之中。plc是一種針對順序邏輯控制發(fā)展起來的電子設(shè)備，目前功能上有較大提高，很多廠家也開始采用plc構(gòu)成控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線技術(shù)(fcs)在進入九十年代中期以后發(fā)展也十分迅猛，以至于有些人已做出預(yù)測：基于現(xiàn)場總線的fcs將取代dcs成為控制系統(tǒng)的主角?？刂葡到y(tǒng)技術(shù)風力發(fā)電系統(tǒng)中的控制技術(shù)和伺服傳動技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)，這是因為自然風速的大小和方向是隨機變化的，風力發(fā)電機組的并網(wǎng)和退出電網(wǎng)、輸入功率的限制、風輪的主動對風以及對運行過程中故障的檢測和保護必須能夠自動控制。同時，風力資源豐富的地區(qū)通常都是邊遠地區(qū)或是海上，分散布置的風力發(fā)電機組通常要求能夠無人值班運行和遠程監(jiān)控，這就對風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)的自動化程度和可靠性提出了更高的要求。
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