風力發(fā)電及其控制技術新進展探究

楊磊

摘要：隨著我國用電量的遞增，風力發(fā)電企業(yè)的重要性不言而喻。在當今節(jié)能環(huán)保理念下，各種清潔能源的應用越來越受到社會的重視，其中，風能就是當今社會重點關注的一種清潔能源。風力發(fā)電及其控制技術的研究也開始備受關注。為進一步促進風力發(fā)電及其控制技術的良好發(fā)展，本文對該技術及其控制技術進行了分析。希望可以給風力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展提供相應助力，讓風力發(fā)電技術在當今社會生活中發(fā)揮出更好的應用效果。

關鍵詞：風力發(fā)電;控制技術;新進展

引言

改革開放以來，我國經濟得到了快速的發(fā)展，而隨著近年來能源消耗量的不斷增加以及社會各界對環(huán)保問題重視程度的提高，如何提高太陽能、風能等新型環(huán)保型能源的利用率，減少煤炭、石油等化石能源的使用，成為當前的熱門話題。風能作為一種可再生清潔能源，儲量巨大且在我國分布廣泛，通過風力發(fā)電技術的開發(fā)與應用，能夠在一定程度上緩解我國當前電力資源緊張、能源匱乏以及環(huán)境問題突出的問題。因此，加強新時期新能源風力發(fā)電技術的應用水平，具有極強的現(xiàn)實價值。

1風力發(fā)電簡述

風力發(fā)電的主要原理就是通過風力來帶動風車葉片轉動，然后再借助于增速機提升其轉動速度，以此來為發(fā)電機運行提供足夠的動力，促使發(fā)電機發(fā)電。根據(jù)風車技術研究發(fā)現(xiàn)，在風速為每秒鐘三公尺的微風條件下，風力發(fā)電便可以實現(xiàn)。在當今，風力發(fā)電已經逐漸成為一種主流的發(fā)電方式，因為這種發(fā)電方式既不會面臨燃料問題，也不會對環(huán)境造成污染，所以其應用前景十分光明。

2目前風力發(fā)電現(xiàn)狀

風能作為目前被大力推廣的清潔能源之一，由于企業(yè)資源的優(yōu)勢相對較為顯著，無污染、不會衰竭。但是，局限性相對較大。例如，風力發(fā)電具有的穩(wěn)定性，就會比其他類別的發(fā)電模式較弱。由于風能不可被儲存，只能夠在現(xiàn)場采取，所以，在風力發(fā)電發(fā)展時，出現(xiàn)了較多的問題。最顯著的問題是對電網和電能質量影響相對較大。由于風向改變具有較強的隨機性，速度也具有隨機性，所以導致電能和負荷變化不一。若是電網規(guī)模相對較小，風力發(fā)電的穩(wěn)定性也會相對較低;若是電網規(guī)模相對較大，就會導致電能的質量受到影響。所以，目前我國各個風力發(fā)電企業(yè)所運用的設備較為關鍵，但設備具有較強的復雜性，不能夠對風力發(fā)電過程進行控制。目前我國的風電系統(tǒng)主要包含：線性模式與非線性模式，線性模式是延續(xù)傳統(tǒng)控制模式，但是不能夠對目前的風力發(fā)電需求滿足，導致我國的風力發(fā)電發(fā)展備受限制。

3風力發(fā)電及其控制技術新進展研究

3.1專家評估技術的應用

專家評估技術是以大數(shù)據(jù)技術、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等為基礎的一種具有智能推理性的輔助程序，能夠實現(xiàn)專家思維模擬和全過程仿真，具有一定的真實性和過程性。專家評估技術在應用過程中主要包含知識數(shù)據(jù)庫、推理和演繹模塊、專家經驗數(shù)據(jù)庫、知識儲備和經驗模擬等板塊。將該技術應用于風力發(fā)電控制系統(tǒng)中，能夠針對實際問題、實際情況等進行綜合、全面的分析與判斷，并保證判斷的功能性和針對性。風力發(fā)電機組是由各種復雜系統(tǒng)從結構、功能角度融合而來，因此如果其中一個小系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，將會對整個系統(tǒng)的功能、安全造成影響。應用專家評估技術，可以對風力發(fā)電機組電力信號、故障問題信息、特征向量等進行跟蹤，并且促使整個控制系統(tǒng)實現(xiàn)對各種運行數(shù)據(jù)的模糊控制，在應用轉矩反饋控制方法的基礎上將變速恒頻控制技術融入其中，進而能夠根據(jù)不同風場、不同風速做出調整，在保證預測準確性以及控制全面性的同時，還能保證風力發(fā)電機組更安全、更高效地運行。由于風力發(fā)電設備以及相關控制系統(tǒng)的結構具有較高的復雜性，結合系統(tǒng)論的觀念，在系統(tǒng)越復雜的情況下，故障隱患的問題也會越多，故障會越復雜、越難處理，而應用專家評估技術，能夠對設備、組件等進行動態(tài)跟蹤和檢測分析，應用具有專業(yè)性的推理理論和功能演繹方法，準確判斷故障隱患，進而保證風力發(fā)電控制系統(tǒng)的正常、安全運行。

3.2無功電壓自動控制技術

無功電壓自動控制技術的應用主要包括無功電壓自動控制子系統(tǒng)與附屬監(jiān)控系統(tǒng)。自動控制子系統(tǒng)可以作為一個單獨的功能單元獨立運行，也可以集成在監(jiān)控系統(tǒng)中，它的主要作用是監(jiān)測風電場內的無功電壓情況，并通過通信系統(tǒng)傳遞相關無功電壓的調節(jié)指令。子系統(tǒng)的運行與狀態(tài)控制可通過人工設置來完成，風電場內的相關控制設備也可以實現(xiàn)人工的解鎖與閉鎖，系統(tǒng)通過自動控制完成設備投運。當風力發(fā)電系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)時，子系統(tǒng)能夠體現(xiàn)出較好的無功調節(jié)能力，達到維持電壓穩(wěn)定的效果;如果機組無法有效完成無功功率的調節(jié)，可由動態(tài)無功補償設備進行無功補償。此外，子站還能完成風電機組以及無功補償狀態(tài)的自動調節(jié)，進而保證無功功率得到充分的補償。

3.3低電壓穿越技術

風電場并網點三相電壓在途中電壓輪廓線以上，風電機組應具有不間斷并網運行的能力;并網點有一相電壓在途中電壓輪廓線以下時，風電場內風電機組允許從電網切出;風電機組應具有在并網點電壓跌至20%額定電壓時能夠維持并網運行625ms的低電壓穿越能力;風電場并網點電壓在發(fā)生跌落后2s內能夠恢復到額定電壓的90%時，風電機組應具有不間斷并網運行的能力;在電網故障期間沒有切出的風電機組，其有功功率在故障清除后應以至少10%額定功率/秒的功率變化率恢復至故障前的值。

低電壓穿越功能：低電壓穿越功能分成以下三個部分：

（1）低電壓穿越中判斷與穿越階段動作。a.依照變流器設備對低電壓穿越狀態(tài)進行判斷，與此同時，控制器設備會依照測量的實際電壓實施計算，開展計時。b.低電壓穿越階段屏蔽電網出現(xiàn)的故障解決。c.變槳實施轉速閉環(huán)的專項調節(jié)，其中目標轉速是同步轉速。

（2）低電壓穿越失敗動作。依照變流器設備的信號對低電壓穿越失敗狀況進行判斷，抑或是依據(jù)主控系統(tǒng)實施計時判斷，因為主控系統(tǒng)測量電壓準確性等各種原因，所以，主控判斷中失敗觸發(fā)時間需要實施標準的判定時長。一旦穿越失敗，就會導致部分故障被觸發(fā)，導致發(fā)電機設備停機。

（3）低電壓穿越成功后動作。待到完成穿越之后，功率的恢復會依照跌落之前10%的功率進行恢復，處于恢復時期，需要依照計算轉速實施調節(jié)恢復。加之，需要將屏蔽電網有關故障放開。待到電壓恢復之后，可以進入正?？刂频臓顟B(tài)。

3.4智能感應技術的應用

發(fā)揮智能電子設備在風電場中的作用，就要將智能感應技術應用在風電場的智能電網建設中。對整個風電場設備進行實時監(jiān)控是保障我們龐大智能電網有效控制的重要前提。整合相關設備的運行狀況和采集到的設備信息。智能風電場的安全穩(wěn)定運行，離不開智能傳感器、光纖傳感器、無線傳感器等重要設備，同時可以在智能風電場等設備的運行環(huán)境中獲取變壓器需求信息。

結語

綜上所述，風力發(fā)電在當今已經開始成為一種主流發(fā)電技術。而在風力發(fā)電技術的具體應用中，合理的控制技術是保障風力發(fā)電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關鍵。所以在具體的運行中，技術人員應加強對其控制技術的研究，不斷提升風力發(fā)電系統(tǒng)的運行質量，解決風力發(fā)電系統(tǒng)的運行問題，保障電力的正常生產與供應，滿足當今社會需求，促進風電行業(yè)發(fā)展。

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