風力發(fā)電電氣控制技術及應用

李云龍

【摘?要】能源儲備量一直都是國家關注的重點。國家的發(fā)展使能源消耗越來越大，能源壓力顯而易見，緩解能源壓力迫在眉睫。人們開始研究開發(fā)各種新能源，風能就是其中一種。文章主要對風能發(fā)電的電氣技術和應用進行研究，闡述它在現(xiàn)實中的重大意義和作用。

【關鍵詞】風力發(fā)電;電氣控制技術;應用

發(fā)展需要能源的支持，而能源在消耗中帶來的環(huán)境污染也不容小覷。如今作為清潔能源的風能在生產(chǎn)生活中更受歡迎，且發(fā)揮著重大作用。電氣控制技術是風能發(fā)電的重要技術，會影響風力發(fā)電的供電量。文章對能提高風力發(fā)電的電氣控制技術和應用進行研究，期望該項技術的進一步發(fā)展。

1我國風力發(fā)電的發(fā)展狀況

風能的優(yōu)點就是取之不盡，沒有污染。缺點也顯而易見，風能是無法儲存的而且有季節(jié)因素的影響?，F(xiàn)在的技術水平對于自然因素的問題是無能為力的。風力的大小和速度的變化，提供的電能質(zhì)量也會發(fā)生變化。自然界的不穩(wěn)定性，難以猜測的動態(tài)，風力發(fā)電設備的不足等等這些都令風力發(fā)電系統(tǒng)的控制工作完成存在難度，作用不能完全發(fā)揮。我國現(xiàn)在的風電系統(tǒng)模式是線性模型和非線性模型這兩種。線性模型是以往的風力系統(tǒng)控制的，最大的程度捕捉風能。表面看起來操作簡單，但其實線性模型和非線性模型在工作能力和工作范圍上都有不同。線性模型從前的系統(tǒng)控制方法已經(jīng)不能達到風力發(fā)電中需要的控制程度。這是對我國的風力發(fā)電裝置的發(fā)展造成了阻礙的。

2電氣控制技術研究

風力發(fā)電的不穩(wěn)定性比其他發(fā)電方式都大，因為能影響到它的因素太多，例如季節(jié)、大氣壓、濕度等。而且這些因素不是人力能改變的。為了提高風力發(fā)電的穩(wěn)定性，盡量減少自然因素的影響，我們只能通過研究，提高技術來達到需求。在風力發(fā)電中風能的利用率是指標。提高風能的利用率可以利用風力發(fā)電的葉片，六十米至一百米的長度是最佳的。風力發(fā)電系統(tǒng)都建立在比較險峻或者人跡稀少的地方，十分不方便工作人員的實時跟進操作。有時候不能及事解決出現(xiàn)的問題，風力發(fā)電系統(tǒng)就不能完成考核量。由此來看，風力發(fā)電的電氣控制系統(tǒng)中加入遠程的操作技術是勢在必行了。

3風力發(fā)電的現(xiàn)狀

3.1風力發(fā)電系統(tǒng)設施不完善

建設風力發(fā)電系統(tǒng)是有一些輔助設施的，但通常會在建設中被省略掉。這樣雖然能產(chǎn)出風能，但遠遠達不到預期的效果，許多作用不能發(fā)揮，而且可能會縮減設備的使用壽命。同時非線性模型的要求較高，技術較復雜，要是沒有輔助設備，技術不能得到運用，電氣控制效果不理想。線性模型的技術雖然成熟了，但是局限性多，許多工作環(huán)境都不能用上。以往的的電氣控制落后了。所以風力發(fā)電的設備不完善，對電氣控制來說是阻礙。

3.2影響風力發(fā)電的不利因素

首先是與風力相關自然因素，這是難預測且人力不能干預的。建設風力設備時，為了獲得更好的風力發(fā)電的效果，一般會建設在高地，但這也帶來了閃電、打雷、大氣壓、溫度等現(xiàn)象的困擾。不僅風力發(fā)電設備的供電量不足，設備還可能日積月累的侵蝕或雷電劈中。然后是人為帶來的不利影響。風力發(fā)電的電氣控制并不是一項簡單的工作，它復雜性高、專業(yè)性強，需要具有專業(yè)知識和職業(yè)素養(yǎng)的人來操作。但是我國在這方面的人才欠缺，存在濫以充數(shù)的情況。一些工作人員亂操作或者遺漏步驟，不僅給設備帶來損害，還可能造成不安全事故。

4風力發(fā)電電氣控制技術

4.1變槳距發(fā)電技術

變槳距發(fā)電技術是為了解決在風力發(fā)電的過程中，發(fā)電機組功率低，隨之造成風能利用率低，發(fā)電效果不理想。變槳距發(fā)電技術是通過葉片角度改變、保證風力發(fā)電機組在風速大的時候得到控制，從而也控制了風速功率，提高風能的利用率。除此之外，在風力發(fā)電設備的槳葉片上也有做出改變，利用新科技，用更輕便的材料來制作葉片。這不僅槳葉片的重量降低了，超負荷減少，還能減少在運行中發(fā)生故障的概率，控制工作變得更加簡單。但變槳距還有一個問題需要解決。變槳距在運作中穩(wěn)定性差，出現(xiàn)故障的概率高。又要另外投入人力和物力去保護、維修，造成了另一種資源的消耗。但我國的科學技術在不斷進步而且速度飛快，相信肯定能盡快解決這個問題，而風力發(fā)電電氣控制技術也能獲得進一步提升。

4.2定槳距失速發(fā)電技術

定槳距失速發(fā)電技術不算是新研發(fā)的技術，因為它是結合了新舊的發(fā)電技術得出來的?？梢蕴岣唢L力發(fā)電的穩(wěn)定性和規(guī)范風力發(fā)電系統(tǒng)的運行軌跡。風力發(fā)電的過程中，發(fā)電機機組同時工作，要求發(fā)電機機組穩(wěn)定。定槳距失速發(fā)電技術解決了對發(fā)電機機組功率的控制問題，槳葉片體積大、重量大造成功率過度消耗、資源浪費等問題。定槳距失速發(fā)電技術主要是調(diào)整槳葉片的距離來達到以上效果。這一技術并不能廣泛應用，在風力等級高的環(huán)境還沒有試驗應用過，目前只在風力等級小的環(huán)境應用。所以這需要進一步的研究實踐，來擴大定槳距失速發(fā)電技術的應用范圍。

4.3主動失速發(fā)電技術

主動失速發(fā)電技術是混合型的。這個結論得出是因為它其實就是把上面所提到的兩種技術進行互補結合。主動失速發(fā)電技術是根據(jù)風速的變化和風向的變化對槳葉片的距離、角度進行調(diào)整，使風能的捕捉量和轉(zhuǎn)換率都達到最高，對風力發(fā)電的控制也達到最優(yōu)。但這項技術在實際應用中并不理想，失速的情況頻發(fā)，技術還存在很大的改進空間，期望能盡快解決這項技術存在的問題。

4.4變速風力發(fā)電技術

變速風力發(fā)電技術是對原來風力發(fā)電設備的運轉(zhuǎn)速度進行調(diào)整和控制。不再是原來的固定速度運轉(zhuǎn)，而是根據(jù)實時的風速變化情況進行變速控制。風力發(fā)電電氣控制發(fā)生了變化，維持設備運作的發(fā)電功率肯定也發(fā)生了變化。所以風力發(fā)電機要根據(jù)功率的變化調(diào)整，要維持風力發(fā)電設備工作的平穩(wěn)性，確保風能不斷輸出。變速風力發(fā)電技術是未來風能發(fā)電技術的方向，恒速發(fā)電將是研究的重點目標，這項技術的實現(xiàn)將大大提高我國的風力發(fā)電的電氣控制。

5結語

我們國家的地域遼闊，風速，、風向都有著明顯的地域差異性。而且一年四季，變動因素多，每地變動也各部行動。想要最大程度的使用風力發(fā)電，沒有技術的支持是難以實現(xiàn)的。傳統(tǒng)的技術已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的發(fā)展了，研究突破定不能少。風能作為自然清潔能源中較容易獲得的能源，各國對它的研究都在進行中。開發(fā)風能不僅能為發(fā)展提供取之不盡的能源，減少對環(huán)境的污染和不可再生資源的消耗，還能作為可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。

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（作者單位：河北龍源風力發(fā)電有限公司）