风力发电及其控制技术新进展探究

董超

摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，社会的进步，人们对于电能的需求量越来越大，随着人们对新能源发电越来越重视，水力发电和风力发电逐渐成为重要的发电系统，并将为发电行业作出贡献。风能广泛分布在全国各地。风力发电由于其开发利用相对容易，且作为一种新能源，无二次污染，成本稳定可控，逐渐成为当前发电的重点建设项目。随着国内风力发电研究和应用的逐步发展，类似风力涡轮机、控制风力发电系统，都取得了一定的进展和突破。为了使风力发电系统得到有效地开发和应用，有必要对相关技术设备进行深入研究。本文主要论述了风力发电系统中发电系统和控制系统的新进展和新研究。

关键词：风力发电;控制技术;新进展

引言

随着人类社会的不断进步与发展，能源过度消耗和环境污染等问题也变得越来越严重。作为常规能源的天然气、石油、煤炭属于不可再生能源，储备有限，使用过程中还会有严重的大气污染。因此，可再生能源的开发利用越来越受到世界各国的重视。随着国家新能源发展战略的实施，我国风电产业已经迈入跨越式发展阶段。风电有着可再生、能量大、无污染等特点，同时我国风能储备量大，分布广泛，有着非常大的开发潜力，所以发展风电能源已经成为一种必然趋势。做好风力发电及其控制技术的研究，具有十分重要的意义，本文就此展开了相关分析和研究。

1风力发电简述

风力发电的主要原理是通过风力推动风车的叶片旋转，然后改善其转速加速机器的帮助下，以提供足够的电力发电机的运行，推动发电机发电。根据对风车技术的研究，风力可以在风速为每秒3米的微风中产生。然后将垃圾堆积产生的废水与污水进行处理，处理后的水进行回收利用，实现零排放，从而避免有害成分进入环境，污染水环境。还在燃烧的过程中遇到的二氧化氮，二氧化硫，氯化氢气体污染，因此需要处理这些气体，如排放标准排放，如果有最好安装在锅炉烟气处理装置的尾巴，这可以对有害气体进行过滤，排放有利于安全。

2风力发电及其控制技术新进展的研究分析

2.1风力发电系统控制的必要性

自然风的速度和方向是随机变化的，因此有效地控制发电系统，包括切断电网的控制单元、限制输出功率、检测和保护风轮运行时的故障具有重要意义。近年来，风力发电系统的控制技术已经从固定节距的恒速运行技术发展到变节距的变速运行技术，实现了基本的供电目标。对风力发电机组来说，调节风力发电机组的功率是其重要技术之一。主要有三种调节方法，即主动失速调节、定螺距失速调节和可变螺距调节。目前，已经实现了变桨距风力机调节系统，利用风速、风向的变化，风力机控制系统不仅可以实现对互联网的调整和网络化控制，变桨距系统可以有效地控制单元的功率和转速，实现了风电机组的安全运行，有效提高了运行速度，极大地促进了电力行业的发展。

2.2国内风力发电的现状

在技术方面，国内风力发电主要分为三个步骤：首先引进国外先进技术，其次对国外先进技术进行消化、吸收和转化，最终实现自身技术的改进和创新。目前，我国传统的电力设备正逐渐退出市场，目前的电力设备已经更新换代。我国目前的风电设备也在蓬勃发展，其群组设置也在逐步完善。在发电行业方面，中国的设备和关键零部件可以满足中国目前的风电需求。所以要加强风力发电设备的技术创新设置，促进自主创新能力的提高，才能有效地促进风力发电系统的完善和进步，风力发电的关键技术是促进风力发电，甚至是我国电力工业进步的重要内容，其中控制系统的内容是关键，为了促进工业的发展，控制系统的效率需要得到有效地提高。

3风力发电控制技术

3.1风轮控制技术

在风电系统的具体应用中，要达到最高的风电转化率，就必须降低风能的消耗。为了实现这一目标，有必要对风轮进行合理地控制，具体的控制技术如下：（1）合理控制风轮的叶尖速比。在风轮运行过程中，在风的作用下旋转的叶尖线速度即为叶尖速度，这一时期的叶尖速度与风速的比值即为叶尖速比。通过控制河流的叶尖比，可以进一步优化风机系统，降低风力能耗。在具体的控制中，由于自然风速和风的大小无法调节，为了达到理想的控制效果，需要通过改变叶尖速度来调节叶尖速比。在这个过程中，可以根据实际风速和风速，通过改变转子系统来调节转子转矩，从而合理控制最外边缘的速度，进一步优化叶尖速比。（2）合理控制功率信号反馈。通过控制功率信号的反馈，可以有效地控制风力机的功率。在运行过程中，风轮的功率会随着工况的变化而变化，这也是该控制方法应用的基本条件。通过分析功率关系，绘制出最大功率曲线，并在此基础上对功率信号反馈进行合理控制。在具体的控制过程中，有必要分析系统的最大功率与实际输出功率的差异，然后根据这个差异调整转子转矩，使转子始终保持最大运行功率。通过这种控制方法，不仅可以有效地降低风力能耗，而且可以有效地降低控制成本。但是在这种控制方法的具体应用中，很难得到最大功率曲线，这需要技术人员的重视。（3）合理控制登山搜索。通过合理控制登山搜索，可以合理控制风扇电源点。因为它的图像类似于抛物线，最大功率点在最高点。特定的控制，如果你不能确定当前的操作点的具体位置，转子速度可以正常运行，以达到系统的直流电源输出的变化，系统条件下的直流输出功率增加，高峰将出现在左边的抛物线的形象，否则它就会出现在右邊的抛物线图像中。这样可以及时发现最大功率点的位置，并在此基础上合理确定转子转速。然而，这种方法也有一些缺点。如果风轮在某一特定旋转时的惯量很大，就很难改变它的速度。

3.2风能发电中谐波消除

在风机发电过程中，谐波的存在会降低发电的整体质量，造成电压和频率都会受到影响，所以有必要采取一种消除谐波的方法，尽量减少对发电的干扰。谐波可能导致发电机损坏，甚至导致同步叶片振动谐波，甚至导致发电设备热故障，造成正常运行干扰，损坏正常的电子发电系统，影响传感器的准确性。为了消除谐波，可以通过功率变换器或无功率增加来调整电容，尽可能地降低谐波的影响。

3.3无功功率补偿

电力系统中的无功功率受感性元件的影响，会消耗电能。当电压通过感性元件时，感性元件两端的电压不会发生变化，因为只消耗无功功率。如果电压过高，电感元件会产生大电流，可能会损坏元件设备。在这种情况下，应对风力发电系统进行无功补偿，抑制谐波作用。电容开关法在无功补偿中应用广泛，但它也有一些缺点，如：如果同时电容容量过大，会导致电压波动。

结语

近年来，我国风电行业发展迅速，但在实际应用中仍存在许多问题。部分具有自主研发能力的风电企业，需要从国外购买相关的源代码、数据库和应用软件等，特别是在风力发电机、变频器系统、控制系统等方面需要大量进口，如轴承、齿轮箱、而其他核心部件在质量和性能等方面，与国外产品存在较大差距。此外，我国风电的技术标准和规范还不完善，风机生产和关键部件生产的相关标准还需要进一步完善。因此，中国风电行业未来的发展，首先要加强核心技术的自主研发;其次，加强电网建设，合理规范风电发展。最后，要加大政策支持力度，建立完善的风电标准规范，促进我国风电及其控制技术的发展与进步。

参考文献：

[1]赵若焱.风力发电及其控制技术新进展探究[J].内燃机与件，2018（13）：236-237.

[2]喻挺.风力发电及其控制技术新进展探究[J].智能城市，2018，4（18）：166-167.

[3]王淑超，孙光辉，俞诚生，等.光伏发电系统级快速功率调控技术及其应用[J].中国电机工程学报，2018，38（21）：6254-6263，6487.