風力發(fā)電電氣控制技術及應用實踐探析

呂鵬

摘要：現代社會飛速發(fā)展，人們對各類能源的需求顯著增加，能源危機問題越來越突出。為有效緩解能源壓力，我國加大了對新型能源的研究和開發(fā)力度。其中，風力發(fā)電電氣控制技術在實踐中的應用價值較高。對此，文章從我國風力發(fā)電現狀出發(fā)，闡述了風力發(fā)電電氣控制技術，并詳細分析了該技術的應用。

關鍵詞：風力發(fā)電;電氣控制技術;發(fā)電技術

引言：能源開發(fā)問題已成為當今社會可持續(xù)發(fā)展的重要任務，基于能源日益增加的需求和我國能源良性的發(fā)展，就要積極研究和開發(fā)新能源，以緩解能源危機。

1目前風力發(fā)電現狀

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，只能夠在現場采取，所以，在風力發(fā)電發(fā)展時，出現了較多的問題。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，風速也具有隨機性，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。

2風力發(fā)電系統(tǒng)電氣控制技術分析

（1）風力發(fā)電系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，作為風力發(fā)電與其他發(fā)電模式有差別的地方，風力發(fā)電會受到各種自然因素的影響，例如溫度濕度以及大氣壓等。所以，為了能夠使風力發(fā)電不受到影響，需要盡可能的把全部不可控類自然因素規(guī)避。

（2）在對風力發(fā)電系統(tǒng)的效率進行探究的過程中，最關鍵的考量指標為風能利用率。風力發(fā)電廠為了可以提升風能利用率，設置出40～100m范圍葉片直徑。

（3）在一般狀況之下，風力發(fā)電系統(tǒng)都是在比較惡劣的環(huán)境之下開展，相關工作人員很難對現場進行把控，沒有辦法對預期效果進行判斷。所以必須要將遠程監(jiān)控設備引入其中，保障風力發(fā)電的效率。

3風力發(fā)電電氣控制技術的實踐應用

3.1變槳距發(fā)電技術

在風力發(fā)電過程中，發(fā)電質量及效率會受風力發(fā)電主機功率的影響，如果功率不足，會直接降低風力資源利用率。因此，需加強對風力發(fā)電機組運行風速功率的把控。對此，可以引入變槳距發(fā)電技術，當風力發(fā)電機設備組處于較高風速時，通過轉變槳距角度保障發(fā)電穩(wěn)定性，以充分利用風力資源。在我國科技水平不斷提升的背景下，制造扇葉的材質有了明顯改善，且改變了以往的大重量扇葉，這在一定程度上減輕了設備整體重量，同時，沖擊荷載方面也有了明顯變化，比以往更低。在風力發(fā)電系統(tǒng)中應用變槳距發(fā)電技術，能很好地維持設備的穩(wěn)定性，降低設備運行的事故發(fā)生率，從而有效提高控制工作的質量。需要注意的是，變槳距在正常運轉過程中的穩(wěn)定性不夠高，往往需要投入較多人力、物力，相信隨著科技及電氣控制技術水平的提升，這一問題會得到解決。

3.2定槳距失速發(fā)電技術

定槳距失速發(fā)電技術不僅延續(xù)了傳統(tǒng)發(fā)電技術，也引入了新型發(fā)電技術。引入該技術能很好地保障風力發(fā)電系統(tǒng)的運行質量，確保系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。從風力發(fā)電實際情況看，發(fā)電機組設備在并網中工作，對設備的穩(wěn)定性要求較高，引入定槳距失速發(fā)電技術，通過利用葉片的復雜構造優(yōu)勢，能幫助作業(yè)人員控制發(fā)電機組設備功率，但也會出現消耗無用功的情況，這主要是葉片體積、重量過大造成的，降低了發(fā)電機組運行效率。定槳距失速發(fā)電技術的應用易受外界因素的影響，因此只適用于對風力等級沒有較高要求的環(huán)境。如果風力等級過高，那么該技術便不再適用。為進一步擴大定槳距失速發(fā)電技術的應用范圍，有關技術研發(fā)人員要加大研究力度。

3.3主動失速發(fā)電技術

主動失速發(fā)電技術是變槳距發(fā)電技術與定槳距失速發(fā)電技術的融合，在實際應用過程中，該技術可以很好地解決成本高等問題，有效控制風力發(fā)電頻率。由此可見，主動失速發(fā)電技術整體優(yōu)勢較明顯，不僅繼承了變槳距發(fā)電技術的優(yōu)勢，也融合了定槳距失速發(fā)電技術的優(yōu)勢。該技術的應用原理如下：讓槳距角處于不同狀態(tài)下，便于改變，進而有效控制風能速度，整體把控捕獲量。主動失速發(fā)電技術的實踐應用價值較高，但該技術易發(fā)生嚴重失速問題，可能無法控制使用功率，進而嚴重影響整個電力系統(tǒng)的正常運轉。

3.4變速風力發(fā)電技術

從當前我國風力發(fā)電情況看，變速風力發(fā)電技術是非常關鍵的技術。變速風力發(fā)電技術應用的關鍵是根據不同風速合理控制風力發(fā)電機設備的運行狀態(tài)，保障恒定發(fā)電頻率。上文提到，風力發(fā)電機設備易被不同風速影響，為減弱該影響，保障風力發(fā)電機設備運行效率，需結合實際情況隨時調整風輪轉速指標，進而使設備輸出功率處于平穩(wěn)狀態(tài)，最終使風力發(fā)電整體更安全、穩(wěn)定。

結束語：面對社會日漸增多的能源需求，我國需加強對多種能源的高效利用，重視對再生能源的研究、開發(fā)和利用。豐富的風力資源為我國風力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展提供了先決條件，因此，現階段，相關研究人員需要提高對風力發(fā)電的重視，全面分析風力發(fā)電存在的問題，合理引入電氣控制技術，促使變槳距發(fā)電技術、定槳距失速發(fā)電技術、變速風力發(fā)電技術、低電壓穿越技術、主動失速發(fā)電技術發(fā)揮其應有的作用，并積極研究如何更好地提高風力發(fā)電技術水平，保證風力發(fā)電質量及效率，以推動我國電力行業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展，進而帶動我國經濟的繁榮發(fā)展。

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