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摘要：在国内全面推进可持续发展的政策背景之下,风能作为新型清洁能源,其现实价值不言而喻.现今国内不少单位与科研机构已经开展了对风力发电电气控制技术的深入研究,并且已经趋于成熟,在实践中已然得到了较为广泛的应用.为此,本文从风力发电电气控制技术的概述入手,对相关技术的应用实践进行了简要分析,以期能够为业界同仁相关工作的开展给以一定的理论参考.

关键词：风力发电；电气控制；应用实践

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.161

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 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.

（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.

（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）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）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 结语

综上所述,根据全球能源供给现状,必须加强对新型清洁能源的开发.而就风力发电来看,为提高其电能转化效率,提高其发电过程中的稳定性,必须从风力发电电气控制技术入手,并结合其应用实践过程中所存在的问题,切实落实对相关技术的优化与开发工作,进而发挥出该技术经济价值与社会效益的同时,为风力发电电气控制技术的发展打下坚实的基础.

参考文献：

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