談風力發電電氣控制技術及應用實踐

孫彪

摘要：隨著我國社會經濟的可持續發展，人民對電力能源的需求也在隨之日益提升。為了滿足社會發展的能源需求，我國相繼研發了各種能源生產技術，期望以此改善我國能源的供應環境。而風力發電技術作為電力能源技術體系的重要組成部分，其中的電氣控制技術將直接影響到風力發電廠的穩定運行。鑒于此，本文就主要針對風力發電電氣控制技術及應用實踐做一些分析，希望能為風力發電的穩定發展提供有效參考價值。

關鍵詞：風力發電；電氣控制；技術；應用

前言：

風能作為當今世界的可再生能源，對于解決目前能源與環境問題具有著重要性的作用，由于風能分布較廣、蘊藏量豐富以及無污染的特性，使其在全球范圍內應用較廣，而在我國的發電項目中也得到了比較廣泛的運用。風力發電是繼火力、水力等傳統發電方式后的一種新型發電方式，其涉及空氣動力學、機械、電機和控制諸多技術領域，極大地減少了人類對自然環境的污染。風力發電電氣控制技術是在先進技術的指導之下實現的一種多設備運行并進行控制的一項高新技術，其主要的發電形式是依靠風力來發電，如何提升我國目前的風力發電整體效益將成為了我們電力工作者該進一步考慮的問題，可見，進一步的研究風力發電電氣控制技術以及實踐應用更具有極其重要的意義。

1風力發電電氣控制技術概述

就現實情況來看，風力發電與其他發電模式相比還存在著較強的不穩定性，很容易受外界各類因素的影響，例如風速、風向、大氣壓強、溫度等等，所以在電氣控制技術應用的過程中，應當以此入手，進一步克服外界因素對風力發電過程的干擾。另外，為提高風能發電的效率，必須對各類風能發電設備對風力的利用效率進行系統的分析，提高其能量的轉化率。此外，由于風力發電設備運轉的環境大多都較為惡劣，所以在設備檢修與維護上如果單純的依賴人力完成相關操作顯然是不現實的，為此，應該合理融入遠程遙感控制技術等，以此來全面提高風力發電過程電氣控制的實際成效。

2風力發電現狀分析

眾所周知，風能是新時期大力推進的新型清潔能源，其優點有目共睹，但也具有不可避免的局限性。它的優點主要是沒有污染，永遠不會衰竭；但其局限性也較大，比如風力發電的穩定性比其他發電方式弱，且風能不能儲存，只能實地采取。因此，在我國風力發電的發展過程中也遇到了不少問題點，主要問題點是對電能、電網質量的影響較大，因為風的速度和方向變化隨機。這種隨機性會引起負荷和電能發生一系列的變化。如果電網的規模較小，其穩定性多多少少也會受到影響；但如果電網規模較大，就會影響到電能質量。不僅如此，我國目前各大風力發電所的使用設備也有著不容忽視的局限性，它們的特性一般較為復雜，所以無法對其進行有效的風力發電控制。更重要的是，我國目前有兩種風電系統的模型，分別是線性模型和非線性模型。線性模型一般與傳統的控制方法相結合，它要想實現最大量風能捕獲，就要調節發電機的相關屬性，這種方法是較為簡單的。但與非線性模型相比，線性模型在工作范圍、環境等多方面都有很大的不同。如果采用傳統的控制方法，就無法滿足風力發電過程中的各項需求，也就會阻礙我國風力發電的發展。

3風力發電電氣控制技術的應用分析

3.1變槳距發電技術

變槳距發電技術的主要目的就是通過改變槳葉角度對風力發電機組的風速功率進行控制，以此確保風力發電機組存在過高風速的時候能夠得到有效控制。同時，在我國科學技術的不斷發展背景下，變槳距的制造材料也出現了較大變化，在材料選擇中逐漸傾向于輕材料，使得變槳距的整體重量逐漸降低，整體重量的減少不僅能夠有效降低運行事故的發生幾率，在很大程度上也給控制工作帶來了便利條件。但是在變槳距發電技術的應用過程中，變槳距的運行穩定性較差問題一直無法得到有效解決，這就極大增加了人力資源和物力資源的消耗，相信在我國科學技術的持續發展下，其運行問題會得到有效解決。

3.2定槳距失速發電技術

一般在發電機組的設置過程中都要進行并網，這對于發電機組的穩定運行有著決定性的影響作用，為了提高發電機組的作用率，我國技術人員除了研發定將距失速發電技術，并且還將這項技術應用到實際的風力發電系統中，使傳統發電技術和新型發電技術得到有效結合運用，最大化確保了風力發電系統的運行軌跡。同時，定槳距失速發電技術的主要目的就是控制發電機組的功率，這就反映出定槳距的本身構建極為復雜，而且還存在著高重量和大體積等情況，在這種情況下就無法保證發電機組的運行效率，所以在一些風力等級較高的風力發電系統中并未采用這項技術，而這也是技術人員的重要研究方向。

3.3主動失速發電技術

主動失速發電技術又可以稱之為混合失速發電技術，而且主動失速發電技術還包含著定槳距失速發電技術和變槳距發電技術的基本特點，這種技術主要是通過槳距角的不同變化控制風能捕捉量和風速，以此來保證風力發電系統的運行效益。但是在主動失速發電技術的應用過程中，常常會出現嚴重失誤狀況，導致功率輸出受到不同程度的影響，極其不利于針對風力發電系統運行效益的控制。

3.4變速風力發電技術應用實踐

該技術基于變速運動原理，能夠打破電機原有恒定速度運轉對風能轉化效率的影響，進而其發動機組能夠根據風力的變化及時調整其運轉速率，可以有效提高發電過程的穩定性。該技術的應用，能夠使發電機組運轉速率實現動態化的轉變。比如在風數等級較高時，能夠根據實際情況來有效實現對風輪轉速相應指標的高效控制，這就可以很好的避免由于功率過大所導致的過電壓問題，同時還可以進一步保障其電機組運轉的穩定性。而在風速等級較低的情況下，其還能夠根據風力的特征，通過調整漿角等方式，盡可能的實現對風力的捕捉，進而保障其運行的實際需求。該技術的應用打破了傳統單一模式電氣控制的束縛，還有效的提高了風力發電過程中電氣控制的實際成效。由此，不難得出，變速風力發電技術必然是未來風力發電技術中的重要發展方向，所以，我國相關人員也需要注意這一點，以此保障該類技術的應用效果。

結語：

總而言之，電氣控制技術在風力發電中的應用已經得到了越來越多的重視，其地位不容小覷。可持續的發展戰略是我國所倡導的發展戰略，這一戰略與過量使用不可再生的礦物能源是相悖的。所以，可再生清潔能源的開發與利用是我國當下發展中的重點問題，而目前全世界范圍內利用較廣的清潔能源就是風能。因此，我們要大力發展風力發電，重視發電控制技術在風力發電中的具體應用，做好具體的發展工作成為了今后的一項重要任務和挑戰。我們要將眼光放長遠，因地制宜，不同的地區采取不同的措施，在各個方面都做好完善工作，讓風力發電電氣控制技術在風力行業的應用更加廣泛。

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