風力發電電氣控制技術及應用

梁森

摘要：隨著經濟的發展，能源問題越來越突出，為了有效緩解能源壓力，人們加大了對新型能源的研究與開發力度，其中風能作為新型清潔能源之一，顯示出了極大的應用價值。風力發電電氣控制技術日趨成熟，并逐步得到應用，因此，探究風力發電電氣控制技術及應用有著重要的現實意義。

關鍵詞：風力發電；電氣控制技術；應用

經濟的發展造成了能源消耗過快、污染加劇，為了改變這一現狀，研發新型能源迫在眉睫，如今新型能源正在人們的生產生活中發揮著重要的作用，其中風力發電電氣控制技術頗具代表性，電氣控制技術對風力發電廠的運行穩定有著直接的影響，為此本文對風力發電電氣控制技術及應用進行分析，以期提高風力發電的應用價值。

一、風力發電和電氣控制技術簡介

風力發電就是把自然界的風能轉換成電能，對于風能的利用其實很早就開始了，它是一種蘊量巨大、清潔環保的可以再生的能源，這對目前能源緊張、污染嚴重的的現狀而言，是極其難得的，將其利用到發電過程中，不僅實現了資源節約的目的，還達到了環境保護的效果，因此頗受世界各國的重視，在我國也得到了較快的發展，但是風力發電最大的問題是它的可靠性還不是很強，這與風力發電受環境、氣壓、氣溫等自然條件的影響是分不開的，所以為了解決這一問題，將電氣控制技術應用到風力發電中，利于提高發電的可靠性。電氣控制技術將多個電氣原件進行組合，借助其控制某個對象或某些對象，以使被控的設備在運行時能夠更加安全、可靠。目前，這一技術在發電領域得到了較好的應用，使得發電的整個運行過程得到了較強的控制，成效十分顯著。

二、風力發電的現狀

（一）風力發電系統的設備還不夠完善

主要表現在很多風力發電系統在建設時，比較重視起核心功能的設備，而忽視了起輔助功能的設備，造成諸多功能作用得不到充分的發揮，影響其發電，同時也不利于電氣控制作業。非線性模型復雜性極高，技術運用還不夠成熟，電氣控制工作受其阻礙，而線性模型雖已成熟，但工作范圍和環境都有局限性，傳統的電氣控制技術滿足不了風力發電的需求，對風力發電的持續發展不利。

（二）風力發電受外界因素的不利影響

一方面是自然因素，這是不可避免的，通常情況下，風力發電都會選擇高出水平面的地理環境，提高風力發電的效果，但這也就使風力發電的運行會受大氣壓、溫度、雷雨等自然因素的影響，這些自然因素變化較為極端，不但穩定性受影響，還會使發電設備受到損壞，另一方面是人為因素，風力發電電氣控制工作需要工作人員有較強的專業能力和工作意識，因為這是一項復雜性和專業性較高的工作，工作人員素質達不到，操作要么違規，要么疏漏，不僅安全性能無法保證，還會直接導致故障問題，影響其發電。

三、風力發電電氣控制技術的應用

（一）變槳距發電技術

在風力發電的過程中，如果用于風力發電的機組出現輸出功率不高的問題，風能的利用率因此也會下降，對發電的效果造成極大的影響，控制風力發電機組的風速功率顯得尤為重要，而變槳距發電技術的應用就是專門解決這一問題的，通過槳葉角度的改變，確保風力發電機組在風速過高的時候得到有效的控制，進一步提高風能的利用率。另外，隨著科學技術的發展，變槳距的扇葉在制造時所用的材料更加輕便，使得扇葉的重量有所降低，整體重量隨之下降，對應的沖擊荷載也下降了，這樣的做法在運行中降低了事故發生的幾率，控制工作變得相對容易了很多，但是也帶來另一個問題，那就是變槳距在運轉中，穩定性較差成為了新的需要解決的問題，失穩問題的出現，需要投入大量的人力物力，增加了人力和物力資源的消耗，相信隨著不斷提升的電氣控制技術水平，這一問題終有一天會得到緩解，甚至是妥善的解決。

（二）定槳距失速發電技術

這一技術的應用有效結合運用了傳統發電技術和新型發電技術，更好的確保了風力發電系統的運行軌跡，有效提高其的穩定性。因為在發電過程中發電機組需要并網進行工作，這對發電機組的穩定運行提出了更高的要求。定槳距失速發電技術借助葉片比較復雜的構造實現對發電機組功率的控制，同時葉片還存在重量大、體積大等情況，這都要使得在發電的過程中，消耗大量的無用功，對發電機組的運行效率極為不利，使運行效率無法得到保證，這一技術的應用受到了很大的限制，只能在風力等級低的小風環境中應用，在風力等級高的大風環境中還沒能得到應用，這也成為了以后重要的研究方向，拓寬其應用范圍。

（三）主動失速發電技術

這一技術整合了定、變槳失速風力發電技術，因此又稱作混合失速發電技術，根據風速的變化、風向的變化對槳距角進行合理的調整，實現對風能捕捉量的控制和風速的控制，能量轉化效率極高，風力發電的運行效益得到了很高的保障。但在實際應用中，失速問題頻頻出現，這就導致功率輸出受到不同程度的影響，對電氣控制極為不利。加強技術改進勢在必行。

（四）變速風力發電技術

變速風力發電技術的主要目的就是針對風力發電機的原有恒速進行影響和控制，根據不同風速控制風力發電機的運行情況，以此保證恒定發電頻率。由于風力發電機會受到風速變化的影響，為保證風力發電機的運行效率就要根據實際情況調整相關的風輪轉速指標，并注重輸出功率的平穩性，從而有效確保風能能量。這種技術代表著風力發電的發展方向，恒速發電技術將成為風力發電的核心技術。

四、結語

風力發電電氣控制技術在提高風能轉化為電能的效率，提高其穩定性中發揮著重要的作用，必須加強相關技術的優化與開發工作，促進風力發電電氣控制技術的發展。

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