风力发电电气控制技术及应用

丁明刚

摘要：中国的经济快速发展的同时，我国的能源问题也更加严重，为了能对能源压力进行缓解，人们提高了研究和开发新型能源，新型清洁能源就包括风能，其應用价值非常高。风力发电电气控制技术在逐渐完善，同时慢慢被广泛应用，笔者先简单介绍风力发电和电气控制技术，再进一步分析风力发电的现状，最后是探讨风力发电电气控制技术的应用。

关键词：风力发电; 电气控制技术; 应用

前言：

现阶段新型清洁能源其中就包括风能，尽管其应用价值较为普遍，然而在运用风能期间依旧必须克服一些困难。因为风力发电是一个不间断的过程，同时风速，风向等都不能长期维持的状态是不变的，所以它发电质量会存在一定的问题。另外，需要继续研究开发风能应用有关技术，因此在现实运用风力发电依旧需要努力突破障碍，需要把电气控制技术与有机整合风力发电技术，进而使风力发电的应用价值得到提高。

1 风力发电与电气控制技术介绍

将自然界的风能转换成电能就是风力发电，很早之前就开始运用风能，风能具有很大的蕴藏量，清洁环保，属于可再生资源，现阶段能源是稀缺，同时受到严重污染，运用风能，是能在一定程度上缓解这种情况，使用风能发电期间，不但能做到节约资源，而且不会对环境造成污染，所以世界许多国家对其很重视，在中国也取得了一定发展，然而其没有很好的可靠性这是风力发电的最大问题，这是受到自然条件（环境、气压、气温等等）的影响，因此为了对这些问题进行解决，在进行风力发电需要借助电气控制技术，使发电的可靠性得到加强。电气控制技术是进行组合几个电气原件，运用其控制某个对象或某些对象，为了能让控制的设备在运行期间能更安全、可靠。现阶段，在发电领域中较好运用电气控制技术，进而能更好控制发电整个运行期间，效果比较理想[1]。

2 风力发电的目前的状况

2.1不够健全的风力发电系统的设备

主要体现在这几个方面：在建设风力发电系统的时候，对核心功能的设备是更注重，对起辅助功能的设备却没有重视，导致无法全面发挥许多功能作用，对在发电时造成了影响，也会对电气控制作业产生负面影响。非线性模型存在很高的复杂性， 技术运用还不够完善， 会影响到电气控制工作，而线性模型尽管已经成熟，然而工作范围与环境都存在局限，以往的电气控制技术无法达到不了风力发电的需求，不利于风力发电的持续发展[2]。

2.2外界因素产生不利影响到风力发电受

第一个是自然因素，这是没有办法防止，一般情况下，会选用比水平面高的地理环境进行风力发电，使风力发电的效果得到增强，然而这同样造成大气压、温度、雷雨等自然因素会影响到风力发电的运行，这些自然因素变化是很大，会损坏到发电设备;另一个就是人为因素，在进行风力发电电气控制工作的工作人员必须具备很强的专业能力与工作意识，所以这项工作的复杂性与专业性是较强，工作人员的素质如果没有不符合要求，可能会存在没有按照规定进行操作，或者疏漏，这样以来，不能保证其安全性，而且会造成故障问题，对其发电造成影响[3]。

3 风力发电电气控制技术的应用

3.1 变桨距发电技术

在风力发电期间，倘若用于风力发电的机组发生输出功率不高的情况，风能的利用率会受到影响，会降低 ，严重影响到发电的效果，对风力发电机组的风速功率进行控制是非常关键，要解决这种情况需要借助变桨距发电技术，借助改变桨叶角度，保证在过高风速时能做到控制风力发电机组，进而使利用风能的效果得到加强。另外，科技的迅速发展，选用重量轻，使用方便的材料进行制造变桨距的扇叶，这样以来，能减小扇叶的重量，进而减小整体的质量，也就能减小对应的冲击荷载，从而能使在运行期间使事故发生的几率得到减小，能相对轻松控制工作。然而同样也存在其它问题，即变桨距在运转期间，出现急需处理的情况就是存在较低的稳定性，出现失稳的情况，必须将许多的人力物力投入到其中，提高了消耗人力与物力资源，随着不断研究探讨电气控制技术水平，会慢慢解决好这个情况[4。

3.2定桨距失速发电技术

使用定桨距失速发电技术使将以往的发电技术并结合新型发电技术，使风力发电系统的运行轨迹得到更好保证，使它的稳定性得到进一步加强。由于在发电期间发电机组需要并网进行工作，这也就有更严格的要求在发电机组的稳定运行方面。定桨距失速发电技术通过叶片相对复杂的构造达到控制发电机组功率，另外叶片还存在大的重量、大的体积等情况， 这都要造成在发电期间，消耗许多无用功，影响到发电机组的运行效率，不能确保运行效率，阻碍了运用这种技术，在风力等级小的小风环境中仅仅运用到，还没有使用到高风力等级的大风环境中，这也是未来要研究的重点方向，是它的应用范围得到扩大[5]。

3.3主动失速发电技术

主动失速发电技术定、变桨失速风力发电技术进行了整合，所以又叫做混合失速发电技术，按照风速的变化、风向的变化进行科学调整桨距角，做到控制风能捕捉量的控制与控制风速， 有很高的能量转化效率，在很大的程度上保证了风力发电的运行效益。然而在实际应用中，总是发生失速问题，这就造成在不一样的程度上影响到了功率输出，对电气控制产生很大的消极影响。必须进行提高改进加强技术[6]。

3.4变速风力发电技术

针对风力发电机的原有恒速进行影响与控制，按照不一样的风速控制风力发电机的运行情况，为了确保恒定发电频率，这就是变速风力发电技术的主要目的。因为风速变化会影响到风力发电机，为了能使风力发电机的运行效率得到保证，需要按照实际情况对有关风轮转速指标进行调整，同时重视输出功率的平稳性，从而使风能能量得到有效保证。变速风力发电技术代表风力发电的发展方向，风力发电的核心技术将是恒速发电技术[7]。

结语

通过分析，按照全球能源供给的目前状况，一定要提高开发新型清洁能源。从风力发电而言，为了使它的电能转化效率得到加强，要使它的发电期间的稳定性得到加强，一定要从风力发电电气控制技术入手，同时密切联系它应用实践期间存在的问题，关于更新和开发有关技术的工作要落实好，从而使风力发电电气控制技术的作用得到全面发挥，为风力发电电气控制技术的发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]论风力发电技术的发展及关键问题[J]. 许绍翰.  决策探索（中）. 2017（12）

[2]风力发电技术的问题研究[J]. 苏迎彬.  科技经济导刊. 2017（36）

[3]论风力发电技术的应用与发展战略[J]. 刘志有.  通讯世界. 2017（24）

[4]风力发电技术发展及关键问题研究[J]. 张鹏.  化工管理. 2017（35）

[5]风力发电技术现状及发展趋势[J]. 王珊珊.  电子技术与软件工程. 2017（04）

[6]海上风力发电技术及研究[J]. 张海锋.  资源节约与环保. 2017（06）

[7]高空风力发电技术与产业前景综述[J]. 俞增盛，吴俊.  上海节能. 2017（07）