风力发电电气控制技术及应用

李云龙

【摘 要】能源储备量一直都是国家关注的重点。国家的发展使能源消耗越来越大，能源压力显而易见，缓解能源压力迫在眉睫。人们开始研究开发各种新能源，风能就是其中一种。文章主要对风能发电的电气技术和应用进行研究，阐述它在现实中的重大意义和作用。

【关键词】风力发电;电气控制技术;应用

发展需要能源的支持，而能源在消耗中带来的环境污染也不容小觑。如今作为清洁能源的风能在生产生活中更受欢迎，且发挥着重大作用。电气控制技术是风能发电的重要技术，会影响风力发电的供电量。文章对能提高风力发电的电气控制技术和应用进行研究，期望该项技术的进一步发展。

1我国风力发电的发展状况

风能的优点就是取之不尽，没有污染。缺点也显而易见，风能是无法储存的而且有季节因素的影响。现在的技术水平对于自然因素的问题是无能为力的。风力的大小和速度的变化，提供的电能质量也会发生变化。自然界的不稳定性，难以猜测的动态，风力发电设备的不足等等这些都令风力发电系统的控制工作完成存在难度，作用不能完全发挥。我国现在的风电系统模式是线性模型和非线性模型这两种。线性模型是以往的风力系统控制的，最大的程度捕捉风能。表面看起来操作简单，但其实线性模型和非线性模型在工作能力和工作范围上都有不同。线性模型从前的系统控制方法已经不能达到风力发电中需要的控制程度。这是对我国的风力发电装置的发展造成了阻碍的。

2电气控制技术研究

风力发电的不稳定性比其他发电方式都大，因为能影响到它的因素太多，例如季节、大气压、湿度等。而且这些因素不是人力能改变的。为了提高风力发电的稳定性，尽量减少自然因素的影响，我们只能通过研究，提高技术来达到需求。在风力发电中风能的利用率是指标。提高风能的利用率可以利用风力发电的叶片，六十米至一百米的长度是最佳的。风力发电系统都建立在比较险峻或者人迹稀少的地方，十分不方便工作人员的实时跟进操作。有时候不能及事解决出现的问题，风力发电系统就不能完成考核量。由此来看，风力发电的电气控制系统中加入远程的操作技术是势在必行了。

3风力发电的现状

3.1风力发电系统设施不完善

建设风力发电系统是有一些辅助设施的，但通常会在建设中被省略掉。这样虽然能产出风能，但远远达不到预期的效果，许多作用不能发挥，而且可能会缩减设备的使用寿命。同时非线性模型的要求较高，技术较复杂，要是没有辅助设备，技术不能得到运用，电气控制效果不理想。线性模型的技术虽然成熟了，但是局限性多，许多工作环境都不能用上。以往的的电气控制落后了。所以风力发电的设备不完善，对电气控制来说是阻碍。

3.2影响风力发电的不利因素

首先是与风力相关自然因素，这是难预测且人力不能干预的。建设风力设备时，为了获得更好的风力发电的效果，一般会建设在高地，但这也带来了闪电、打雷、大气压、温度等现象的困扰。不仅风力发电设备的供电量不足，设备还可能日积月累的侵蚀或雷电劈中。然后是人为带来的不利影响。风力发电的电气控制并不是一项简单的工作，它复杂性高、专业性强，需要具有专业知识和职业素养的人来操作。但是我国在这方面的人才欠缺，存在滥以充数的情况。一些工作人员乱操作或者遗漏步骤，不仅给设备带来损害，还可能造成不安全事故。

4风力发电电气控制技术

4.1变桨距发电技术

变桨距发电技术是为了解决在风力发电的过程中，发电机组功率低，随之造成风能利用率低，发电效果不理想。变桨距发电技术是通过叶片角度改变、保证风力发电机组在风速大的时候得到控制，从而也控制了风速功率，提高风能的利用率。除此之外，在风力发电设备的桨叶片上也有做出改变，利用新科技，用更轻便的材料来制作叶片。这不仅桨叶片的重量降低了，超负荷减少，还能减少在运行中发生故障的概率，控制工作变得更加简单。但变桨距还有一个问题需要解决。变桨距在运作中稳定性差，出现故障的概率高。又要另外投入人力和物力去保护、维修，造成了另一种资源的消耗。但我国的科学技术在不断进步而且速度飞快，相信肯定能尽快解决这个问题，而风力发电电气控制技术也能获得进一步提升。

4.2定桨距失速发电技术

定桨距失速发电技术不算是新研发的技术，因为它是结合了新旧的发电技术得出来的。可以提高风力发电的稳定性和规范风力发电系统的运行轨迹。风力发电的过程中，发电机机组同时工作，要求发电机机组稳定。定桨距失速发电技术解决了对发电机机组功率的控制问题，桨叶片体积大、重量大造成功率过度消耗、资源浪费等问题。定桨距失速发电技术主要是调整桨叶片的距离来达到以上效果。这一技术并不能广泛应用，在风力等级高的环境还没有试验应用过，目前只在风力等级小的环境应用。所以这需要进一步的研究实践，来扩大定桨距失速发电技术的应用范围。

4.3主动失速发电技术

主动失速发电技术是混合型的。这个结论得出是因为它其实就是把上面所提到的两种技术进行互补结合。主动失速发电技术是根据风速的变化和风向的变化对桨叶片的距离、角度进行调整，使风能的捕捉量和转换率都达到最高，对风力发电的控制也达到最优。但这项技术在实际应用中并不理想，失速的情况频发，技术还存在很大的改进空间，期望能尽快解决这项技术存在的问题。

4.4变速风力发电技术

变速风力发电技术是对原来风力发电设备的运转速度进行调整和控制。不再是原来的固定速度运转，而是根据实时的风速变化情况进行变速控制。风力发电电气控制发生了变化，维持设备运作的发电功率肯定也发生了变化。所以风力发电机要根据功率的变化调整，要维持风力发电设备工作的平稳性，确保风能不断输出。变速风力发电技术是未来风能发电技术的方向，恒速发电将是研究的重点目标，这项技术的实现将大大提高我国的风力发电的电气控制。

5结语

我们国家的地域辽阔，风速，、风向都有着明显的地域差异性。而且一年四季，变动因素多，每地变动也各部行动。想要最大程度的使用风力发电，没有技术的支持是难以实现的。传统的技术已经不能满足现在的发展了，研究突破定不能少。风能作为自然清洁能源中较容易获得的能源，各国对它的研究都在進行中。开发风能不仅能为发展提供取之不尽的能源，减少对环境的污染和不可再生资源的消耗，还能作为可持续发展的重要战略。

参考文献：

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[3] 智国.谈风力发电电气控制技术及应用实践[J].商品与质量，2018，000（009）：19.

（作者单位：河北龙源风力发电有限公司）