風力發電電氣控制技術及應用實踐探析

張建超

摘要：隨著現代社會的快速發展，人們對各種能源的需求大幅度增加，能源危機日益突出。為了有效緩解能源壓力，我國加快了新能源的研究和開發。其中，風力發電電氣控制技術具有較高的實際應用價值。為此，本文結合我國風力發電的現狀，對風力發電的電氣控制技術進行了詳細的闡述，并對該技術的應用進行了分析。

關鍵詞：風力發電;技術發展;可再生能源;

引言：能源開發已經成為當今社會可持續發展的一項重要任務，基于我國能源需求的不斷增長和良性發展，為了緩解當下的能源危機，有必要進行新能源的研究和開發。因此，必須結合實際應用，深入探討電氣控制技術在風力發電系統中的應用，在相關技術的作用下充分利用風能，使風力發電系統在電氣控制技術的應用中發揮最大的作用。

1風力發電系統類型

1.1依據機組容量劃分

風力發電系統如果是依照機組的容量進行劃分，一般可以分為四種類型，這四種類型的容量也存在一定的差異性。第一種：小型機組。這種類型的機組容量一般在0.1～1kW。第二種：中型機組。這種類型的機組容量一般在1～1000kW。第三種：大型機組。這種類型的機組容量一般在1～10MW。第四種：巨型機組。這種類型的機組容量一般在10MW以上。

1.2依據發電機運行特征及控制方式

在劃分風力發電系統的時候，可以選擇根據發電機的運行特征來進行劃分，或者是依照發電機的控制方式，來進行劃分，一般能夠分為兩種。第一種是變速恒頻風力發電系統。這種系統的風力發電機，其轉速一般是能夠進行調節的，并且能夠從一定程度上合理利用風能來提升系統的發電率。第二種是恒速恒頻風力發電系統。這種系統在當今時期使用的比較少，這一類型的系統雖然使用起來比較便捷，但是，對于風能的利用率一般比較低，且發電率往往也不高，存在一定的不足。

2風力發電現狀

風力發電主要是利用風的動能來進行轉化，使其成為機械動能，最后再把機械能轉換成為電能。風能本身是一種可再生能源，因此，風力發電本身就具有一定的環保性質。2005年《可再生能源法》立法后，風能這類可再生能源得到了更多的重視，其意義更是不容忽視的。在這一背景下，大力發展可再生能源是一種必然趨勢。以我國為例，其風力發電最初出現在20世紀80年代中期，經過長時間的發展，我國的風力發電市場已經有了十分顯著的進步。風力發電的使用不僅僅具有一定的環保優勢，同時這種能源也具有可再生的優點。不過，在當前，風力發電技術也存在一些不足。基于此，相關從業人員還需要積極提升風力發電系統的穩定性，使我國風力發電的技術能夠不斷發展與進步。

3風力發電控制技術發展分析

3.1變速風力發電技術

從我國風力發電的現狀來看，變速風力發電技術是非常關鍵的技術。變速風力發電技術應用的關鍵是基于不同的風速，合理地控制風力發電設備的運行狀態，保證發電頻率恒定。如上所述，風力發電設備容易受到不同風速的影響，為了減少對風力發電設備的影響，保證風力發電設備的運行效率，必須根據實際情況隨時調整風輪轉速指標，使風力發電設備的輸出功率最終達到整體更安全、更穩定的目的。

3.2主動失速發電技術

主動失速發電技術是變槳距發電技術和定槳距失速發電技術的融合，在實際應用過程中，該技術能很好地解決成本高的問題，有效地控制風力發電的頻率。主動失速發電技術具有明顯的整體優勢，不僅繼承了變槳失速發電技術的優點，而且結合了定槳距發電技術的優點。該技術的應用原理是：讓槳距角處于不同的狀態下方便進行改變，進而有效地控制風能速度，整體把控捕獲量。主動發電技術具有很高的實際應用價值，但容易出現嚴重的問題，可能無法控制用電，從而嚴重影響電力系統的正常運行。

3.3風輪控制技術

第一種是功率信號反饋控制。這種控制主要是對風輪的功率進行工作。一般來說，風輪在工作的狀態中，其功率是不斷變化的。相關人員可以通過對功率關系的分析，來進行后續的一些操作。在具體的運用中，可以把最大的功率和實際的功率進行對比，得到一個差值，并依照這一差值對風輪進行調整，從而確保風輪可以達到最大的功率。這種方法的使用，其優勢就是能夠有效減少控制的成本。第二是葉尖速比控制。葉尖速就是指風葉的尖端轉動速度。這種控制方法，主要就是利用葉尖速的數值來確定最佳的葉尖速比。其主要的工作方式，就是通過對葉尖速的調整，來優化葉尖速比。

3.4發電機及其變電力電子變換器控制技術

在進行風力發電的過程中，風力是能量的主要來源。一般來說，風力大多在距離地面比較高的位置上，因此，在能量轉化時往往需要在高空中進行。對此，其相應的風力發電機，還要不斷提升自身的工作效率，并且還需要使自身的重量能夠盡量降低。永磁發電機是一種比較常見的風力發電機，這一設備的耗能比較低，并且其工作的效率也比較高。風力發電系統中的電力電子變換器，往往需要具備幾個特征。第一，這種電力電子變換器的使用范圍需要比較廣泛。第二，在進行風能轉換時，其轉換率以及傳輸率要比較高。第三，能夠有效實現功率因素的改善。第四，其安全性以及可靠性需要有所保障。第五，其設備的成本費用應該符合經濟性的原則。

結語：風力發電技術對于改善電能的情況以及減少環境污染等問題而言，有著不能夠被忽視的意義。雖然，當前我國的風力發電技術還存在一些不夠完善的地方，但是，相信從業人員能夠通過對風力發電技術的不斷研究，使我國該技術的發展更上一層樓。

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