风力发电电气控制技术及应用实践王雪风

风力发电电气控制技术及应用实践王雪风

王雪风

华能辽宁清洁能源分公司辽宁营口110000

摘要：现如今，在人们的日常生活中消耗的能源越来越多，这也就相应的增加了对能源的需求量。为了保持能源供应和需求之间的平衡关系，我国不断研发了新的能源技术出来，而风力发电的电气控制技术就是其中具有代表性的一种。文章将围绕这一技术的应用实践方面进行阐述。

关键词：风力发电；电气控制；应用实践

引言

风能作为现今主要的新型清洁能源之一，虽然有着较为广泛的应用价值，但是在其应用过程中也需要克服较多的难点。由于风力发电是一个持续性的过程中，且风速、风向等都不可能长时间为此在恒定状态，故其发电质量多会存在一定的问题。再加上风能应用相关技术依旧有待进一步开发，所以其在现实中的应用仍然存在不小的局限性，为此应当将电气控制技术与风力发电技术进行有机整合，以此进一步提高风力发电的应用价值。

1.风力发电电气控制技术概述

就现实情况来看，风力发电与其他发电模式相比存在较强的不稳定性，很容易受外界各类因素的影响，例如风速、风向、大气压强、温度等等，所以在电气控制技术应用的过程中，应当以此入手，进一步克服外界因素对风力发电过程的干扰。另外，为提高风能发电的效率，必须对各类风能发电设备对风力的利用效率进行系统的分析，提高其能量的转化率。例如我国在综合考虑风力发电叶片荷载、稳定性及其风能利用率的基础之上，将风力发电机的叶片长度范围设定在60至100m范围之内，转化效率极高。此外，由于风力发电设备运转的环境大多都较为恶劣，所以在设备检修与维护上如果单纯的依赖人力完成相关操作显然是不现实的，为此，应该合理融入远程遥感控制技术等，以此全面提高风力发电过程电气控制的实际成效。

2.我国风力发电发展现状

风力资源属于自然界中存在的一种可再生资源，在全球不可再生资源逐渐枯竭的背景下，风力发电受到各国的高度重视，我国自进入21世纪以来，也开始强化风力发电的开发力度。从2005年到2010年新增装机量每年的增长率超过80%以上，2008年新增装机量的速率为85.8%，2009年达到124.3%，风力发电厂的增加，势必会造成本地消纳能力低、调峰困难、产能过剩等问题的发生。于是在2011年增装机量出现了萎缩状态，在2012年增装机量占同比减少了26.5%，过度发展风力发电，导致风机脱网事故频繁发生，大大降低了风力发电性能和价值的发挥，2011年上半年，国家发改委收回风电项目的审批权，要求各省核准风电项目前须先向国家能源局上报核准计划，通过限制项目审批遏制地方政府冲动，缓解风电过剩的产能风险。在2011年至2013年，风电行业经历了大规模的整合，缺乏竞争力的企业遭到淘汰，企业更加关注自主研发以提升自身的竞争实力，在此过程中整个行业逐渐走向成熟，进入稳定有序增长阶段。

3.风力发电电气控制技术及其应用实践

早在多年以前，国内就已经开始了对风能利用的相关研究，但其具体应用仍然是采取示范的形式进行，并未形成规模。在1990年以后，我国才开始了风力发电厂的规模化建设，在此之后我国风力发电技术研究进入了高速发展时期，现今已然衍生了较多的风力发电电气控制技术，并且已经得到了广泛实践应用，其主流控制技术如下所示。

3.1定桨距失速风力发电技术应用实践

为处理好风力发电机组在运转过程中必须并同的现实问题，上个世纪后期，我国相关人员已经在传统风力发电技术的基础之上，研究出了定桨距失速风力发电技术，有效提高了风力发电过程的稳定性。该技术在实际应用的过程中，需要实现对其风力发电机组的功率进行限定，其叶片的构造相对比较复杂，且有一定的重量。该技术的在风力发电过程中的应用，虽然有效解决了发电过程的稳定性问题，但是由于其本身结构的限制，在发电的过程中需要消耗大量的无用功，机组的运作效率大多不高，所以该技术现今大多应用于级数较低的小风环境之中。而就该技术的发展来看，必须处理好功率限制问题，以此提高拓宽其应用范围。

3.2变桨距失速风力发电技术应用实践

该技术在风力发电过程的应用能够有效解决原本风力发电机组输出功率不高的现实问题，能够通过改变原本叶片倾角的方式，提高风能的利用效率。另外，该技术的应用可以以更换材料的方式进一步降低原本扇叶的重量，这不仅可以降低其所做无用功的比例，还可以降低对应的冲击荷载。但是，由于该技术减轻了设备的质量，所以其在变桨距运转的过程中，很有可能出现失稳问题，在其后期维护过程中也需要花费大量的人力物力资源，但伴随着国内电气控制技术水平的不断提升，该问题必然会逐渐得到缓解。

3.3能化电气控制技术的运用

智能化电气控制技术是新时期背景下，融合电子技术、信息技术、自动化技术、计算机互联网技术等形成的一种综合性电气控制技术。在具体运用过程中充分应用了大量智能化元件和设备，从而提升了风力发电设备控制的自动化和智能化水平。此种电气控制技术的主要特点是统一性比较强，规范性比较好，能够有效避免人为操作误差。能够行之有效的改善传统电气控制技术造成的弊端，虽然还没有普及，但是具有非常广阔的应用前景和发展潜力。

3.4变速风力发电技术应用实践

该技术基于变速运动原理，能够打破电机原有恒定速度运转对风能转化效率的影响，进而其发动机组能够根据风力的变化及时调整其运转速率，可以有效提高发电过程的稳定性。该技术的应用，能够使发电机组运转速率实现动态化的转变。比如在风数等级较高时，能够根据有效实现对风轮转速相应指标的高效控制，这就可以避免由于功率过大所导致的过电压问题，可以进一步保障其电机组运转的稳定性。而在风速等级较低的情况下，其能够根据风力特征，通过调整浆角等方式，尽可能的实现对风力的捕捉，进而保障其实际需求。该技术的应用打破了传统单一模式电气控制的束缚，提高了风力发电过程中电气控制的实际成效。由此，不难得出，变速风力发电必然是未来风力发电的重要发展方向，我国相关人员也需要注意这一点，以此保障该类技术的应用效果。

3.5主动失速风力发电技术应用实践

主动失速发电技术也可以称之为混合失速风力发电技术，该技术实现了上文所述定、变桨失速风力发电技术的有机整合，能够根据风速以及风向的变化合理调整桨距角，有着极高的能量转化效率。但是，该技术在应用的过程中极有可能出现较为严重的失速问题，会在一定程度上制约功率的输出，显然是不利于其发电过程电气控制的。对此，必须切实加强对该技术的改进工作，以此全面发挥该控制技术的现实价值。

4结束语

综上所述，众所周知，我国的地域不同，风力的大小自然有明显的区别，风速的变化规律也不尽相同，时代在发展，技术也应当进步，以往的技术应用已经难以在现如今的环境中发挥足够的作用。目前我国所提倡的发展战略是我国未来发展的主要目标，与坚持应用矿物能源是相违的，这便需要我国加大对可再生资源的研发力度。风能是目前应用最普遍的清洁能源之一，通过对风力发电设备的电气控制技术的全面探究，从而将存在风力发电中的问题及时的优化掉，进而提升风力发电设备的应用质量，以此来保证风力发电的工作效率。

参考文献：

[1]丁江流.风力发电电气控制技术及应用实践探析[J].科技创业月刊，2016（22）：142-143.

[2]邵金云.风力发电电气控制技术发展探讨[J].科技展望，2016（04）：93.

[3]王艳红.风力发电实验模型的电气系统研究与设计[D].河北农业大学，2013.