風(fēng)力發(fā)電電氣控制技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐探析

張建超

摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，人們對(duì)各種能源的需求大幅度增加，能源危機(jī)日益突出。為了有效緩解能源壓力，我國(guó)加快了新能源的研究和開發(fā)。其中，風(fēng)力發(fā)電電氣控制技術(shù)具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。為此，本文結(jié)合我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀，對(duì)風(fēng)力發(fā)電的電氣控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;技術(shù)發(fā)展;可再生能源;

引言：能源開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要任務(wù)，基于我國(guó)能源需求的不斷增長(zhǎng)和良性發(fā)展，為了緩解當(dāng)下的能源危機(jī)，有必要進(jìn)行新能源的研究和開發(fā)。因此，必須結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，深入探討電氣控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用，在相關(guān)技術(shù)的作用下充分利用風(fēng)能，使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在電氣控制技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮最大的作用。

1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類型

1.1依據(jù)機(jī)組容量劃分

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)如果是依照機(jī)組的容量進(jìn)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(jī)組。這種類型的機(jī)組容量一般在0.1～1kW。第二種：中型機(jī)組。這種類型的機(jī)組容量一般在1～1000kW。第三種：大型機(jī)組。這種類型的機(jī)組容量一般在1～10MW。第四種：巨型機(jī)組。這種類型的機(jī)組容量一般在10MW以上。

1.2依據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行特征及控制方式

在劃分風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的時(shí)候，可以選擇根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特征來(lái)進(jìn)行劃分，或者是依照發(fā)電機(jī)的控制方式，來(lái)進(jìn)行劃分，一般能夠分為兩種。第一種是變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)速一般是能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)的，并且能夠從一定程度上合理利用風(fēng)能來(lái)提升系統(tǒng)的發(fā)電率。第二種是恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在當(dāng)今時(shí)期使用的比較少，這一類型的系統(tǒng)雖然使用起來(lái)比較便捷，但是，對(duì)于風(fēng)能的利用率一般比較低，且發(fā)電率往往也不高，存在一定的不足。

2風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀

風(fēng)力發(fā)電主要是利用風(fēng)的動(dòng)能來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為機(jī)械動(dòng)能，最后再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為電能。風(fēng)能本身是一種可再生能源，因此，風(fēng)力發(fā)電本身就具有一定的環(huán)保性質(zhì)。2005年《可再生能源法》立法后，風(fēng)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(fā)展可再生能源是一種必然趨勢(shì)。以我國(guó)為例，其風(fēng)力發(fā)電最初出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代中期，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)已經(jīng)有了十分顯著的進(jìn)步。風(fēng)力發(fā)電的使用不僅僅具有一定的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，同時(shí)這種能源也具有可再生的優(yōu)點(diǎn)。不過，在當(dāng)前，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也存在一些不足。基于此，相關(guān)從業(yè)人員還需要積極提升風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)能夠不斷發(fā)展與進(jìn)步。

3風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)發(fā)展分析

3.1變速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

從我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀來(lái)看，變速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是非常關(guān)鍵的技術(shù)。變速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是基于不同的風(fēng)速，合理地控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保證發(fā)電頻率恒定。如上所述，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備容易受到不同風(fēng)速的影響，為了減少對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的影響，保證風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行效率，必須根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整風(fēng)輪轉(zhuǎn)速指標(biāo)，使風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的輸出功率最終達(dá)到整體更安全、更穩(wěn)定的目的。

3.2主動(dòng)失速發(fā)電技術(shù)

主動(dòng)失速發(fā)電技術(shù)是變槳距發(fā)電技術(shù)和定槳距失速發(fā)電技術(shù)的融合，在實(shí)際應(yīng)用過程中，該技術(shù)能很好地解決成本高的問題，有效地控制風(fēng)力發(fā)電的頻率。主動(dòng)失速發(fā)電技術(shù)具有明顯的整體優(yōu)勢(shì)，不僅繼承了變槳失速發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)合了定槳距發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)的應(yīng)用原理是：讓槳距角處于不同的狀態(tài)下方便進(jìn)行改變，進(jìn)而有效地控制風(fēng)能速度，整體把控捕獲量。主動(dòng)發(fā)電技術(shù)具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，但容易出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，可能無(wú)法控制用電，從而嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.3風(fēng)輪控制技術(shù)

第一種是功率信號(hào)反饋控制。這種控制主要是對(duì)風(fēng)輪的功率進(jìn)行工作。一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)輪在工作的狀態(tài)中，其功率是不斷變化的。相關(guān)人員可以通過對(duì)功率關(guān)系的分析，來(lái)進(jìn)行后續(xù)的一些操作。在具體的運(yùn)用中，可以把最大的功率和實(shí)際的功率進(jìn)行對(duì)比，得到一個(gè)差值，并依照這一差值對(duì)風(fēng)輪進(jìn)行調(diào)整，從而確保風(fēng)輪可以達(dá)到最大的功率。這種方法的使用，其優(yōu)勢(shì)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(fēng)葉的尖端轉(zhuǎn)動(dòng)速度。這種控制方法，主要就是利用葉尖速的數(shù)值來(lái)確定最佳的葉尖速比。其主要的工作方式，就是通過對(duì)葉尖速的調(diào)整，來(lái)優(yōu)化葉尖速比。

3.4發(fā)電機(jī)及其變電力電子變換器控制技術(shù)

在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電的過程中，風(fēng)力是能量的主要來(lái)源。一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)力大多在距離地面比較高的位置上，因此，在能量轉(zhuǎn)化時(shí)往往需要在高空中進(jìn)行。對(duì)此，其相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，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(fā)電機(jī)是一種比較常見的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這一設(shè)備的耗能比較低，并且其工作的效率也比較高。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的電力電子變換器，往往需要具備幾個(gè)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(jìn)行風(fēng)能轉(zhuǎn)換時(shí)，其轉(zhuǎn)換率以及傳輸率要比較高。第三，能夠有效實(shí)現(xiàn)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(shè)備的成本費(fèi)用應(yīng)該符合經(jīng)濟(jì)性的原則。

結(jié)語(yǔ)：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)對(duì)于改善電能的情況以及減少環(huán)境污染等問題而言，有著不能夠被忽視的意義。雖然，當(dāng)前我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)還存在一些不夠完善的地方，但是，相信從業(yè)人員能夠通過對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷研究，使我國(guó)該技術(shù)的發(fā)展更上一層樓。

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