风力发电电气控制技术及应用

梁森

摘要：随着经济的发展，能源问题越来越突出，为了有效缓解能源压力，人们加大了对新型能源的研究与开发力度，其中风能作为新型清洁能源之一，显示出了极大的应用价值。风力发电电气控制技术日趋成熟，并逐步得到应用，因此，探究风力发电电气控制技术及应用有着重要的现实意义。

关键词：风力发电；电气控制技术；应用

经济的发展造成了能源消耗过快、污染加剧，为了改变这一现状，研发新型能源迫在眉睫，如今新型能源正在人们的生产生活中发挥着重要的作用，其中风力发电电气控制技术颇具代表性，电气控制技术对风力发电厂的运行稳定有着直接的影响，为此本文对风力发电电气控制技术及应用进行分析，以期提高风力发电的应用价值。

一、风力发电和电气控制技术简介

风力发电就是把自然界的风能转换成电能，对于风能的利用其实很早就开始了，它是一种蕴量巨大、清洁环保的可以再生的能源，这对目前能源紧张、污染严重的的现状而言，是极其难得的，将其利用到发电过程中，不仅实现了资源节约的目的，还达到了环境保护的效果，因此颇受世界各国的重视，在我国也得到了较快的发展，但是风力发电最大的问题是它的可靠性还不是很强，这与风力发电受环境、气压、气温等自然条件的影响是分不开的，所以为了解决这一问题，将电气控制技术应用到风力发电中，利于提高发电的可靠性。电气控制技术将多个电气原件进行组合，借助其控制某个对象或某些对象，以使被控的设备在运行时能够更加安全、可靠。目前，这一技术在发电领域得到了较好的应用，使得发电的整个运行过程得到了较强的控制，成效十分显著。

二、风力发电的现状

（一）风力发电系统的设备还不够完善

主要表现在很多风力发电系统在建设时，比较重视起核心功能的设备，而忽视了起辅助功能的设备，造成诸多功能作用得不到充分的发挥，影响其发电，同时也不利于电气控制作业。非线性模型复杂性极高，技术运用还不够成熟，电气控制工作受其阻碍，而线性模型虽已成熟，但工作范围和环境都有局限性，传统的电气控制技术满足不了风力发电的需求，对风力发电的持续发展不利。

（二）风力发电受外界因素的不利影响

一方面是自然因素，这是不可避免的，通常情况下，风力发电都会选择高出水平面的地理环境，提高风力发电的效果，但这也就使风力发电的运行会受大气压、温度、雷雨等自然因素的影响，这些自然因素变化较为极端，不但稳定性受影响，还会使发电设备受到损坏，另一方面是人为因素，风力发电电气控制工作需要工作人员有较强的专业能力和工作意识，因为这是一项复杂性和专业性较高的工作，工作人员素质达不到，操作要么违规，要么疏漏，不仅安全性能无法保证，还会直接导致故障问题，影响其发电。

三、风力发电电气控制技术的应用

（一）变桨距发电技术

在风力发电的过程中，如果用于风力发电的机组出现输出功率不高的问题，风能的利用率因此也会下降，对发电的效果造成极大的影响，控制风力发电机组的风速功率显得尤为重要，而变桨距发电技术的应用就是专门解决这一问题的，通过桨叶角度的改变，确保风力发电机组在风速过高的时候得到有效的控制，进一步提高风能的利用率。另外，随着科学技术的发展，变桨距的扇叶在制造时所用的材料更加轻便，使得扇叶的重量有所降低，整体重量随之下降，对应的冲击荷载也下降了，这样的做法在运行中降低了事故发生的几率，控制工作变得相对容易了很多，但是也带来另一个问题，那就是变桨距在运转中，稳定性较差成为了新的需要解决的问题，失稳问题的出现，需要投入大量的人力物力，增加了人力和物力资源的消耗，相信随着不断提升的电气控制技术水平，这一问题终有一天会得到缓解，甚至是妥善的解决。

（二）定桨距失速发电技术

这一技术的应用有效结合运用了传统发电技术和新型发电技术，更好的确保了风力发电系统的运行轨迹，有效提高其的稳定性。因为在发电过程中发电机组需要并网进行工作，这对发电机组的稳定运行提出了更高的要求。定桨距失速发电技术借助叶片比较复杂的构造实现对发电机组功率的控制，同时叶片还存在重量大、体积大等情况，这都要使得在发电的过程中，消耗大量的无用功，对发电机组的运行效率极为不利，使运行效率无法得到保证，这一技术的应用受到了很大的限制，只能在风力等级低的小风环境中应用，在风力等级高的大风环境中还没能得到应用，这也成为了以后重要的研究方向，拓宽其应用范围。

（三）主动失速发电技术

这一技术整合了定、变桨失速风力发电技术，因此又称作混合失速发电技术，根据风速的变化、风向的变化对桨距角进行合理的调整，实现对风能捕捉量的控制和风速的控制，能量转化效率极高，风力发电的运行效益得到了很高的保障。但在实际应用中，失速问题频频出现，这就导致功率输出受到不同程度的影响，对电气控制极为不利。加强技术改进势在必行。

（四）变速风力发电技术

变速风力发电技术的主要目的就是针对风力发电机的原有恒速进行影响和控制，根据不同风速控制风力发电机的运行情况，以此保证恒定发电频率。由于风力发电机会受到风速变化的影响，为保证风力发电机的运行效率就要根据实际情况调整相关的风轮转速指标，并注重输出功率的平稳性，从而有效确保风能能量。这种技术代表着风力发电的发展方向，恒速发电技术将成为风力发电的核心技术。

四、结语

风力发电电气控制技术在提高风能转化为电能的效率，提高其稳定性中发挥着重要的作用，必须加强相关技术的优化与开发工作，促进风力发电电气控制技术的发展。

参考文献：

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