风力发电系统运行及控制方法刘云龙

风力发电系统运行及控制方法刘云龙

刘云龙

大唐新能源黑龙江公司黑龙江哈尔滨150000

摘要：随着国家的不断发展，社会的不断进步，我国各行各业对于电力的需求也越来越高而随着对于不可再生能源的开采导致了环境的破坏以及能源储量的降低，所以对于新能源的利用被人们重视了起来，风能作为一种新能源以为它的方便无污染而受到了人们的重视，在可再生能源短缺的情况下如何提高风能的发电效率，提高风能的利用率有着非常积极的意义，本文对风力发电系统进行简单的介绍并从系统运行与控制两方面来进行分析。

关键词：风力发电；系统运行；系统控制

随着世界上对能源的开采不断加剧导致了能源水平的降低，人们开始意识到了问题的严重性，所以各国都开始重视对于新能源的开发与利用。随着国家社会对风力发电的不断提高的重视，现在有着越来越多的风电企业涌现，所以风电生产中的生产系统显得非常重要，如何运用现代的科学理论与技术手段对风电生产进行管提升，提高风电生产系统运行的稳定性与收益性，提高风电生产的效率与质量是我们亟待解决的问题。

一、风电基本概述

风能有着无污染、可再生、方便使用等优点，所以人们对于风能的利用比较重视，但是风能的利用还不成熟，正处在一个快速的发展阶段，就目前来看风能的利用与转化涉及到了很多的学科以及各种科学技术的应用，简单的描述是利用风轮机和其他的设备将风能转换为电能并储存起来。风力发电的控制系统基本结构图如下。目前我国的风力发电机还没有被大范围的应用主要是与一些小型的、独立的柴油发电网中一起工作。这些电网的供应能力有限、甚至是被作为备用电源，这就导致了这些电网的能力较差，负载能力也有限，一旦大负荷的负载运行可能会导致意外情况的发生，而风力发电系统的并入也会产生一定的影响。

1.1风力发电系统运行

风电生产中风电系统的稳定运行有着非常重要的意义，所以我们应该增加对风电系统的研究。在风电生产中风电系统有着自动化、智能化的特点，为了提高风电生产的效率以及提高风力发电系统的稳定性需要对风力发电系统运行过程中各种系统的相互影响进行研究，运用现代的科学技术提高对风力发电系统的控制力，制定出合适的方案以及有效的控制方法来提高风力发电的运行效率以及稳定性等。另外由于风力发电有着一定的限制性，在将风力发电系统与其他的发电系统合并之后有着负荷转移问题的发生，这对系统的稳定性造成了一定的影响。

1.2风力发电系统控制

风力发电相对于其他的发电方式而言，所处的环境比较的恶劣，受到的环境影响比较大，所以受到的影响因素比较多更容易发生问题，同时因为在风力发电场中风力发电的机器设备大都是自动化、智能化的，通常是不需要专门的工作人员来进行看护工作，只需要工作人员在规定的时间段去进行操作，这就对风力发电的机器设备控制系统有了更加严格的要求。风力发电系统是一个复杂的有多个系统组合而来的，其中包括基本控制、紧急控制、功率和速度控制、实时监控等内容，不同的系统控制着不同的问题，这对控制系统的调整是一个巨大的挑战，例如偏航控制系统主要负责对各设备进行检测和位置调整，确认无误后启动风轮机及相关设备进行发电，其控制精度的高低对风能利用率和设备磨损度具有非常大的影响；紧急控制系统主要负责特殊情况下的停机或应急响应，如风轮机故障、风速高于切除风速等；功率和速度控制主要负责对风场不同风速时的转子捕获风功率进行控制；实时监控则是对系统设备和功能运行状态进行监控，及时发现和处理运行过程中存在的安全隐患或安全问题。

二、风力发电系统运行与控制研究

2.1风力发电系统运行分析

风力发电系统为了提高自动化与智能化降低人员的值守所以会在风力发电机的各个设备之间安装监控装置，监控装置主要分为监控单元和显示设备，监控单元对风力发电的设备运转进行实时的监控并将相关的检测数值与检测结果呈现到显示面板上方便了工作人员的检查工作，这样就提高了工作效率，便于工作人员的检查与维修，降低了时间的浪费，降低了人力的浪费。因为风力发电的电压与电网的电压有所不同，应该在风力发电并网之前按照相关的要求规范选用合适功率的因数校正电容对电网进行连接工作，避免意外情况的发生，造成不必要的损失与破坏。在风力发电系统的运行过程中可能会有电压闪变的情况发生，这种问题出现的原因主要是由于在并网过程中出现了转矩波动，这时只要对系统内相关设备的运行参数进行调整，就可以解决问题。另外孤岛问题也是风力发电系统中值得注意的问题，这需要工作人员定期的对设备进行检查工作，一旦有这种问题的发生就需要关闭相关的设备避免更加严重的情况的发生。

2.2风力发电系统的控制分析

风力发电系统的控制主要从两个方面来讲述，首先是风轮机偏航控制方法，对风轮机的偏航控制需要遵循这两个原则，首先是对转子的偏航角进行控制，将其偏转角度控制在一定的范围之内，避免因为角度偏离的范围太大而产生提高功率损耗问题，其次是要对偏航控制系统的灵敏度进行设置，灵敏度的设置既不能偏高又不能偏低，偏高的话所使机器之间的磨损加剧造成零件使用寿命过短，灵敏度偏低的话就会使得误差问题频繁的出现。另外就是对功率与转子速度的桨距进行控制，对功率的控制是通过的对发电机的转矩进行控制来实现控制的，而对转子速度的桨距控制则可以通过控制叶片的桨距角来进行控制。这两种风力发电的控制方法可以用于大部分情况的发生，例如在风速满足要求时可以通过发电机转矩的控制来使得工作效率达到最大，在风速不满足要求的情况下就可以调整转子速度来提高效益。

三、结束语

总而言之，随着时代的不断发展，新能源的应用已经成为一种趋势，所以解决新能源发电中存在的问题显得尤为重要，对社会的发展有着积极的推动作用，因为对不可再生能源的过度开采，导致了能源危机的出现，所以对新能源的利用被重视起来，而提高风电系统的控制能力对于提高经济效益，促进社会发展有着重要的意义。

参考文献：

[1]刘科，赵文清.风力发电系统运行与控制方法探析[J].信息通信，2014（2）

[2]胡飞.风力发电系统运行及控制方法[J].中国科技纵横，2016（24）