风力发电电气控制技术及应用实践探析

张建超

摘要：随着现代社会的快速发展，人们对各种能源的需求大幅度增加，能源危机日益突出。为了有效缓解能源压力，我国加快了新能源的研究和开发。其中，风力发电电气控制技术具有较高的实际应用价值。为此，本文结合我国风力发电的现状，对风力发电的电气控制技术进行了详细的阐述，并对该技术的应用进行了分析。

关键词：风力发电;技术发展;可再生能源;

引言：能源开发已经成为当今社会可持续发展的一项重要任务，基于我国能源需求的不断增长和良性发展，为了缓解当下的能源危机，有必要进行新能源的研究和开发。因此，必须结合实际应用，深入探讨电气控制技术在风力发电系统中的应用，在相关技术的作用下充分利用风能，使风力发电系统在电气控制技术的应用中发挥最大的作用。

1风力发电系统类型

1.1依据机组容量划分

风力发电系统如果是依照机组的容量进行划分，一般可以分为四种类型，这四种类型的容量也存在一定的差异性。第一种：小型机组。这种类型的机组容量一般在0.1～1kW。第二种：中型机组。这种类型的机组容量一般在1～1000kW。第三种：大型机组。这种类型的机组容量一般在1～10MW。第四种：巨型机组。这种类型的机组容量一般在10MW以上。

1.2依据发电机运行特征及控制方式

在划分风力发电系统的时候，可以选择根据发电机的运行特征来进行划分，或者是依照发电机的控制方式，来进行划分，一般能够分为两种。第一种是变速恒频风力发电系统。这种系统的风力发电机，其转速一般是能够进行调节的，并且能够从一定程度上合理利用风能来提升系统的发电率。第二种是恒速恒频风力发电系统。这种系统在当今时期使用的比较少，这一类型的系统虽然使用起来比较便捷，但是，对于风能的利用率一般比较低，且发电率往往也不高，存在一定的不足。

2风力发电现状

风力发电主要是利用风的动能来进行转化，使其成为机械动能，最后再把机械能转换成为电能。风能本身是一种可再生能源，因此，风力发电本身就具有一定的环保性质。2005年《可再生能源法》立法后，風能这类可再生能源得到了更多的重视，其意义更是不容忽视的。在这一背景下，大力发展可再生能源是一种必然趋势。以我国为例，其风力发电最初出现在20世纪80年代中期，经过长时间的发展，我国的风力发电市场已经有了十分显著的进步。风力发电的使用不仅仅具有一定的环保优势，同时这种能源也具有可再生的优点。不过，在当前，风力发电技术也存在一些不足。基于此，相关从业人员还需要积极提升风力发电系统的稳定性，使我国风力发电的技术能够不断发展与进步。

3风力发电控制技术发展分析

3.1变速风力发电技术

从我国风力发电的现状来看，变速风力发电技术是非常关键的技术。变速风力发电技术应用的关键是基于不同的风速，合理地控制风力发电设备的运行状态，保证发电频率恒定。如上所述，风力发电设备容易受到不同风速的影响，为了减少对风力发电设备的影响，保证风力发电设备的运行效率，必须根据实际情况随时调整风轮转速指标，使风力发电设备的输出功率最终达到整体更安全、更稳定的目的。

3.2主动失速发电技术

主动失速发电技术是变桨距发电技术和定桨距失速发电技术的融合，在实际应用过程中，该技术能很好地解决成本高的问题，有效地控制风力发电的频率。主动失速发电技术具有明显的整体优势，不仅继承了变桨失速发电技术的优点，而且结合了定桨距发电技术的优点。该技术的应用原理是：让桨距角处于不同的状态下方便进行改变，进而有效地控制风能速度，整体把控捕获量。主动发电技术具有很高的实际应用价值，但容易出现严重的问题，可能无法控制用电，从而严重影响电力系统的正常运行。

3.3风轮控制技术

第一种是功率信号反馈控制。这种控制主要是对风轮的功率进行工作。一般来说，风轮在工作的状态中，其功率是不断变化的。相关人员可以通过对功率关系的分析，来进行后续的一些操作。在具体的运用中，可以把最大的功率和实际的功率进行对比，得到一个差值，并依照这一差值对风轮进行调整，从而确保风轮可以达到最大的功率。这种方法的使用，其优势就是能够有效减少控制的成本。第二是叶尖速比控制。叶尖速就是指风叶的尖端转动速度。这种控制方法，主要就是利用叶尖速的数值来确定最佳的叶尖速比。其主要的工作方式，就是通过对叶尖速的调整，来优化叶尖速比。

3.4发电机及其变电力电子变换器控制技术

在进行风力发电的过程中，风力是能量的主要来源。一般来说，风力大多在距离地面比较高的位置上，因此，在能量转化时往往需要在高空中进行。对此，其相应的风力发电机，还要不断提升自身的工作效率，并且还需要使自身的重量能够尽量降低。永磁发电机是一种比较常见的风力发电机，这一设备的耗能比较低，并且其工作的效率也比较高。风力发电系统中的电力电子变换器，往往需要具备几个特征。第一，这种电力电子变换器的使用范围需要比较广泛。第二，在进行风能转换时，其转换率以及传输率要比较高。第三，能够有效实现功率因素的改善。第四，其安全性以及可靠性需要有所保障。第五，其设备的成本费用应该符合经济性的原则。

结语：风力发电技术对于改善电能的情况以及减少环境污染等问题而言，有着不能够被忽视的意义。虽然，当前我国的风力发电技术还存在一些不够完善的地方，但是，相信从业人员能够通过对风力发电技术的不断研究，使我国该技术的发展更上一层楼。

参考文献

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