張建軍

摘 要：在國內(nèi)全面推進可持續(xù)發(fā)展的政策背景之下，風能作為新型清潔能源，其現(xiàn)實價值不言而喻。現(xiàn)今國內(nèi)不少單位與科研機構(gòu)已經(jīng)開展了對風力發(fā)電電氣控制技術的深入研究，并且已經(jīng)趨于成熟，在實踐中已然得到了較為廣泛的應用。為此，本文從風力發(fā)電電氣控制技術的概述入手，對相關技術的應用實踐進行了簡要分析，以期能夠為業(yè)界同仁相關工作的開展給以一定的理論參考。

關鍵詞：風力發(fā)電；電氣控制；應用實踐

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

風能作為現(xiàn)今主要的新型清潔能源之一，雖然有著較為廣泛的應用價值，但是在其應用過程中也需要克服較多的難點。由于風力發(fā)電是一個持續(xù)性的過程中，且風速、風向等都不可能長時間為此在恒定狀態(tài)，故其發(fā)電質(zhì)量多會存在一定的問題。再加上風能應用相關技術依舊有待進一步開發(fā)，所以其在現(xiàn)實中的應用仍然存在不小的局限性，為此應當將電氣控制技術與風力發(fā)電技術進行有機整合，以此進一步提高風力發(fā)電的應用價值。

1 風力發(fā)電電氣控制技術概述

就現(xiàn)實情況來看，風力發(fā)電與其他發(fā)電模式相比存在較強的不穩(wěn)定性，很容易受外界各類因素的影響，例如風速、風向、大氣壓強、溫度等等，所以在電氣控制技術應用的過程中，應當以此入手，進一步克服外界因素對風力發(fā)電過程的干擾。另外，為提高風能發(fā)電的效率，必須對各類風能發(fā)電設備對風力的利用效率進行系統(tǒng)的分析，提高其能量的轉(zhuǎn)化率。例如我國在綜合考慮風力發(fā)電葉片荷載、穩(wěn)定性及其風能利用率的基礎之上，將風力發(fā)電機的葉片長度范圍設定在60至100m范圍之內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率極高。此外，由于風力發(fā)電設備運轉(zhuǎn)的環(huán)境大多都較為惡劣，所以在設備檢修與維護上如果單純的依賴人力完成相關操作顯然是不現(xiàn)實的，為此，應該合理融入遠程遙感控制技術等，以此全面提高風力發(fā)電過程電氣控制的實際成效。

2 風力發(fā)電電氣控制技術及其應用實踐

早在多年以前，國內(nèi)就已經(jīng)開始了對風能利用的相關研究，但其具體應用仍然是采取示范的形式進行，并未形成規(guī)模。在1990年以后，我國才開始了風力發(fā)電廠的規(guī)?；ㄔO，在此之后我國風力發(fā)電技術研究進入了高速發(fā)展時期，現(xiàn)今已然衍生了較多的風力發(fā)電電氣控制技術，并且已經(jīng)得到了廣泛實踐應用，其主流控制技術如下所示。

（1）定槳距失速風力發(fā)電技術應用實踐。為處理好風力發(fā)電機組在運轉(zhuǎn)過程中必須并同的現(xiàn)實問題，上個世紀后期，我國相關人員已經(jīng)在傳統(tǒng)風力發(fā)電技術的基礎之上，研究出了定槳距失速風力發(fā)電技術，有效提高了風力發(fā)電過程的穩(wěn)定性。該技術在實際應用的過程中，需要實現(xiàn)對其風力發(fā)電機組的功率進行限定，其葉片的構(gòu)造相對比較復雜，且有一定的重量。該技術的在風力發(fā)電過程中的應用，雖然有效解決了發(fā)電過程的穩(wěn)定性問題，但是由于其本身結(jié)構(gòu)的限制，在發(fā)電的過程中需要消耗大量的無用功，機組的運作效率大多不高，所以該技術現(xiàn)今大多應用于級數(shù)較低的小風環(huán)境之中。而就該技術的發(fā)展來看，必須處理好功率限制問題，以此提高拓寬其應用范圍。

（2）變槳距失速風力發(fā)電技術應用實踐。該技術在風力發(fā)電過程的應用能夠有效解決原本風力發(fā)電機組輸出功率不高的現(xiàn)實問題，能夠通過改變原本葉片傾角的方式，提高風能的利用效率。另外，該技術的應用可以以更換材料的方式進一步降低原本扇葉的重量，這不僅可以降低其所做無用功的比例，還可以降低對應的沖擊荷載。但是，由于該技術減輕了設備的質(zhì)量，所以其在變槳距運轉(zhuǎn)的過程中，很有可能出現(xiàn)失穩(wěn)問題，在其后期維護過程中也需要花費大量的人力物力資源，但伴隨著國內(nèi)電氣控制技術水平的不斷提升，該問題必然會逐漸得到緩解。

（3）主動失速風力發(fā)電技術應用實踐。主動失速發(fā)電技術也可以稱之為混合失速風力發(fā)電技術，該技術實現(xiàn)了上文所述定、變槳失速風力發(fā)電技術的有機整合，能夠根據(jù)風速以及風向的變化合理調(diào)整槳距角，有著極高的能量轉(zhuǎn)化效率。但是，該技術在應用的過程中極有可能出現(xiàn)較為嚴重的失速問題，會在一定程度上制約功率的輸出，顯然是不利于其發(fā)電過程電氣控制的。對此，必須切實加強對該技術的改進工作，以此全面發(fā)揮該控制技術的現(xiàn)實價值。

（4）變速風力發(fā)電技術應用實踐。該技術基于變速運動原理，能夠打破電機原有恒定速度運轉(zhuǎn)對風能轉(zhuǎn)化效率的影響，進而其發(fā)動機組能夠根據(jù)風力的變化及時調(diào)整其運轉(zhuǎn)速率，可以有效提高發(fā)電過程的穩(wěn)定性。該技術的應用，能夠使發(fā)電機組運轉(zhuǎn)速率實現(xiàn)動態(tài)化的轉(zhuǎn)變。比如在風數(shù)等級較高時，能夠根據(jù)有效實現(xiàn)對風輪轉(zhuǎn)速相應指標的高效控制，這就可以避免由于功率過大所導致的過電壓問題，可以進一步保障其電機組運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。而在風速等級較低的情況下，其能夠根據(jù)風力特征，通過調(diào)整漿角等方式，盡可能的實現(xiàn)對風力的捕捉，進而保障其實際需求。該技術的應用打破了傳統(tǒng)單一模式電氣控制的束縛，提高了風力發(fā)電過程中電氣控制的實際成效。由此，不難得出，變速風力發(fā)電必然是未來風力發(fā)電的重要發(fā)展方向，我國相關人員也需要注意這一點，以此保障該類技術的應用效果。

3 結(jié)語

綜上所述，根據(jù)全球能源供給現(xiàn)狀，必須加強對新型清潔能源的開發(fā)。而就風力發(fā)電來看，為提高其電能轉(zhuǎn)化效率，提高其發(fā)電過程中的穩(wěn)定性，必須從風力發(fā)電電氣控制技術入手，并結(jié)合其應用實踐過程中所存在的問題，切實落實對相關技術的優(yōu)化與開發(fā)工作，進而發(fā)揮出該技術經(jīng)濟價值與社會效益的同時，為風力發(fā)電電氣控制技術的發(fā)展打下堅實的基礎。

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