風力發電電氣控制技術及應用

李云龍

【摘?要】能源儲備量一直都是國家關注的重點。國家的發展使能源消耗越來越大，能源壓力顯而易見，緩解能源壓力迫在眉睫。人們開始研究開發各種新能源，風能就是其中一種。文章主要對風能發電的電氣技術和應用進行研究，闡述它在現實中的重大意義和作用。

【關鍵詞】風力發電;電氣控制技術;應用

發展需要能源的支持，而能源在消耗中帶來的環境污染也不容小覷。如今作為清潔能源的風能在生產生活中更受歡迎，且發揮著重大作用。電氣控制技術是風能發電的重要技術，會影響風力發電的供電量。文章對能提高風力發電的電氣控制技術和應用進行研究，期望該項技術的進一步發展。

1我國風力發電的發展狀況

風能的優點就是取之不盡，沒有污染。缺點也顯而易見，風能是無法儲存的而且有季節因素的影響?，F在的技術水平對于自然因素的問題是無能為力的。風力的大小和速度的變化，提供的電能質量也會發生變化。自然界的不穩定性，難以猜測的動態，風力發電設備的不足等等這些都令風力發電系統的控制工作完成存在難度，作用不能完全發揮。我國現在的風電系統模式是線性模型和非線性模型這兩種。線性模型是以往的風力系統控制的，最大的程度捕捉風能。表面看起來操作簡單，但其實線性模型和非線性模型在工作能力和工作范圍上都有不同。線性模型從前的系統控制方法已經不能達到風力發電中需要的控制程度。這是對我國的風力發電裝置的發展造成了阻礙的。

2電氣控制技術研究

風力發電的不穩定性比其他發電方式都大，因為能影響到它的因素太多，例如季節、大氣壓、濕度等。而且這些因素不是人力能改變的。為了提高風力發電的穩定性，盡量減少自然因素的影響，我們只能通過研究，提高技術來達到需求。在風力發電中風能的利用率是指標。提高風能的利用率可以利用風力發電的葉片，六十米至一百米的長度是最佳的。風力發電系統都建立在比較險峻或者人跡稀少的地方，十分不方便工作人員的實時跟進操作。有時候不能及事解決出現的問題，風力發電系統就不能完成考核量。由此來看，風力發電的電氣控制系統中加入遠程的操作技術是勢在必行了。

3風力發電的現狀

3.1風力發電系統設施不完善

建設風力發電系統是有一些輔助設施的，但通常會在建設中被省略掉。這樣雖然能產出風能，但遠遠達不到預期的效果，許多作用不能發揮，而且可能會縮減設備的使用壽命。同時非線性模型的要求較高，技術較復雜，要是沒有輔助設備，技術不能得到運用，電氣控制效果不理想。線性模型的技術雖然成熟了，但是局限性多，許多工作環境都不能用上。以往的的電氣控制落后了。所以風力發電的設備不完善，對電氣控制來說是阻礙。

3.2影響風力發電的不利因素

首先是與風力相關自然因素，這是難預測且人力不能干預的。建設風力設備時，為了獲得更好的風力發電的效果，一般會建設在高地，但這也帶來了閃電、打雷、大氣壓、溫度等現象的困擾。不僅風力發電設備的供電量不足，設備還可能日積月累的侵蝕或雷電劈中。然后是人為帶來的不利影響。風力發電的電氣控制并不是一項簡單的工作，它復雜性高、專業性強，需要具有專業知識和職業素養的人來操作。但是我國在這方面的人才欠缺，存在濫以充數的情況。一些工作人員亂操作或者遺漏步驟，不僅給設備帶來損害，還可能造成不安全事故。

4風力發電電氣控制技術

4.1變槳距發電技術

變槳距發電技術是為了解決在風力發電的過程中，發電機組功率低，隨之造成風能利用率低，發電效果不理想。變槳距發電技術是通過葉片角度改變、保證風力發電機組在風速大的時候得到控制，從而也控制了風速功率，提高風能的利用率。除此之外，在風力發電設備的槳葉片上也有做出改變，利用新科技，用更輕便的材料來制作葉片。這不僅槳葉片的重量降低了，超負荷減少，還能減少在運行中發生故障的概率，控制工作變得更加簡單。但變槳距還有一個問題需要解決。變槳距在運作中穩定性差，出現故障的概率高。又要另外投入人力和物力去保護、維修，造成了另一種資源的消耗。但我國的科學技術在不斷進步而且速度飛快，相信肯定能盡快解決這個問題，而風力發電電氣控制技術也能獲得進一步提升。

4.2定槳距失速發電技術

定槳距失速發電技術不算是新研發的技術，因為它是結合了新舊的發電技術得出來的?？梢蕴岣唢L力發電的穩定性和規范風力發電系統的運行軌跡。風力發電的過程中，發電機機組同時工作，要求發電機機組穩定。定槳距失速發電技術解決了對發電機機組功率的控制問題，槳葉片體積大、重量大造成功率過度消耗、資源浪費等問題。定槳距失速發電技術主要是調整槳葉片的距離來達到以上效果。這一技術并不能廣泛應用，在風力等級高的環境還沒有試驗應用過，目前只在風力等級小的環境應用。所以這需要進一步的研究實踐，來擴大定槳距失速發電技術的應用范圍。

4.3主動失速發電技術

主動失速發電技術是混合型的。這個結論得出是因為它其實就是把上面所提到的兩種技術進行互補結合。主動失速發電技術是根據風速的變化和風向的變化對槳葉片的距離、角度進行調整，使風能的捕捉量和轉換率都達到最高，對風力發電的控制也達到最優。但這項技術在實際應用中并不理想，失速的情況頻發，技術還存在很大的改進空間，期望能盡快解決這項技術存在的問題。

4.4變速風力發電技術

變速風力發電技術是對原來風力發電設備的運轉速度進行調整和控制。不再是原來的固定速度運轉，而是根據實時的風速變化情況進行變速控制。風力發電電氣控制發生了變化，維持設備運作的發電功率肯定也發生了變化。所以風力發電機要根據功率的變化調整，要維持風力發電設備工作的平穩性，確保風能不斷輸出。變速風力發電技術是未來風能發電技術的方向，恒速發電將是研究的重點目標，這項技術的實現將大大提高我國的風力發電的電氣控制。

5結語

我們國家的地域遼闊，風速，、風向都有著明顯的地域差異性。而且一年四季，變動因素多，每地變動也各部行動。想要最大程度的使用風力發電，沒有技術的支持是難以實現的。傳統的技術已經不能滿足現在的發展了，研究突破定不能少。風能作為自然清潔能源中較容易獲得的能源，各國對它的研究都在進行中。開發風能不僅能為發展提供取之不盡的能源，減少對環境的污染和不可再生資源的消耗，還能作為可持續發展的重要戰略。

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（作者單位：河北龍源風力發電有限公司）