风力发电对自动化的要求与风力发电信息系统的应用

2016-03-30武文杰国华巴里坤新能源有限公司

电子制作 2016年20期

武文杰国华（巴里坤）新能源有限公司

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在社会经济迅猛发展的作用下，现代自动化控制技术水平的更新也是日新月异，人们身处信息化发展时代，已经开始越来越地享受着现代自动化控制技术和信息技术为人们生活所创造的诸多便利。与时代发展紧紧相随的是能源形势的越发严峻，为了从容应对生态能源急剧消耗下对社会发展带来的挑战，风力发电技术的探索和开发已被整个国际赋予了高度重视。风能作为新能源的重要组成，具有着可再生特点并且污染低，由此成为了最具潜力和发展前景的最大商业化能源之一。本文以此为出发点，深入分析了风力发电对自动化的要求与风力发电信息系统的应用。

风力发电；信息系统；自动化

引言

我国近些年的自动化控制技术水平以及信息技术水平在急剧提升，应用范围正在不断扩大，在风力发电当中的应用算是一种回归，也正是自动化控制技术以及信息技术的发展和推广，为风能的进一步广泛应用与认同提供了更强劲的动力。利用风能源进行发电，具有成本低、动力足与无污染的鲜明优势，风力发电对自动化的要求也凭借着技术的支撑力进一步促进着我国风力发电技术信息化水平的提升。

1.风力发电技术概述

风力发电技术属于新能源应用背景下的重要技术之一。风能就是以风力为主的能源开发，作为一种新型的可再生且绿色无污染的能源，其应用范围于近些年社会经济发展的作用下始终处于不断扩大的进程当中[1]。风力发电作为对风能进行利用的重要手段，虽然技术水平较高，但依然存在着电力储存方面的局限性问题，风力发电对自动化以及风力发电信息系统的应用要求不断增加。当前，能源市场的竞争态势愈演愈烈，市场范围已经拓展到了整个国际，风能凭借着诸多优势性特点逐渐被赋予了高度的重视和广泛的认同。从风能的特点来看，大多存在于陆地和近海区域，资源相对丰富，可供开发的潜力巨大；加之风能作为一种自然现象更是具有取之不尽用之不竭的特点，但凡有气压差值的存在，则将会因空气的流动生成风能，同时还具有无污染的特点[2]。

2.风力发电机对自动化的要求

风能属于随机性较大的一种能源，风能受到季节的影响相对较大，属于自然界不可控制的能源。所以风力发电机组运行过程中，需要实现发电机、电力能源存储以及电力能源输送的自动化控制。建立起风力发电自动化控制系统对于整体的风力发电具有重要意义[3]。

2.1 风力发电机的自动化控制

在风力发电系统中，发电机的自动化控制作用无可替代，实为整个发电过程中作用于机械力向电能转化的核心自动控制驱动力量。早些时期的风力发电虽然也需要依赖于自动化的发电机系统，但当时的发电机系统对于电力输出的稳定性却并不高，对于风速的控制经常容易出现失速或者主动失速情况，难以保证输出电荷的自动控制平稳传输，自然也就难以充分满足社会生产与人们日常生活的实际需求，因此在现代化科技发展的今天已经被淘汰。最新的发电机自动控制系统拥有着更先进的技术支撑，恒频变速发电机自动控制系统在电力电子变换器和多级同步电机共同组成的变速变桨距离调节系统直接实现了风力发电机系统优化[4]。

2.2 电力存储自动化控制

电力存储自动化控制对于风能发电至关重要。风能虽然能够作用于风力发电，但毕竟风能无法被储存，同时风能又具有一定的不稳定性，风力发电的稳定性也就难以被有效保障，电力系统的正常供应便会由此受到影响。因此，风力发电系统的运行尤其是相对偏远的发电站，更需要保证储电池通过自动化控制，能够具有更大的电力储藏量和更稳定的性能。当前，适用于自动化的电能存储主要采用脉宽调制技术、功率MOSFET和IGBT等现代化高科技电子产品，能够直接作用于储电池的自动化控制，使之大幅提升电力存储能力，有利于保证风力发电和电力供应的自动存储稳定性[5]。

2.3 电力输送自动化控制

风力发电场地的选定通常具有极其严格的限制，一般都远离城镇坐落于偏远地域，因此，如何在风力发电厂将生成的电能高质量传输到用电区域也就成为了一项至关重要的技术要素。当前，用于风力发电的电力传输自动控制模式主要以交流输电为主，但一些问题依然不能回避。时至今日，现代科学技术的发展促成了以HVDC自动控制技术为主的新型输电方式即高压直流输电方式，该自动控制技术的主要优势表现为具有可异步联网、成本低廉、高性价比、结构优越和适应力强等特点，更于近些年在GTO和IGBT等技术的作用下使输电性能得以稳步提升，电力自动控制下的传输效率也由此大幅提高[6]。

3.风力发电信息系统的应用

3.1 风力发电信息系统的分析

发电信息系统系统是现场总线型控制系统的简称，其与DCS控制系统的区别在于，其利用了现代智能技术及自动化体系的融合，并配合通信网络组建成全新的地机械电能控制装置。该装置兼具智能化控制、自动化管理等特征，是比DCS技术更加低耗降成本，并具有灵活性和简单操作性的控制系统。而且，从现阶段的实际应用中不难看出，风力发电信息系统系统更符合现代机械电力控制装置应用的需求，其功能扩散范围大，操作具备优势，相较于DCS控制系统拥有更多的优势。

3.2 风力发电信息系统的功能

风力发电信息系统的功能主要是对风力发电信息的管理，传统时期的风力发电信息系统一直存在此方面技术的困扰，直到现代信息管理和控制理论的生成，为风力发电新型信息系统控制水平的提升提供了有力地支撑，能够直接作用于复杂风力发电数据和信息的整合，使得风能的信息收集和整理效率不断提升，电能的品质也因此而改善，实现了整体电功率的最大化。