王 超

(國電電力甘肅新能源開發(fā)有限公司，甘肅 酒泉 735000)

0 前言

資源、能源的龐大消耗是擺在人類發(fā)展面前的巨大問題，在我國，快速發(fā)展一度導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，經(jīng)過長時間的治理才最終得到了令人滿意的結(jié)果，而目前面對能源的短缺，新時代如何更好地利用清潔能源，是發(fā)展的重要課題[1]。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在我國多年的攻關(guān)下取得了較大的發(fā)展，開始成為清潔能源的重要組成部分，本文將闡述目前我國應(yīng)用的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)以及風(fēng)力發(fā)電的控制技術(shù)，并分析其中的優(yōu)勢，對未來的發(fā)展進(jìn)行展望，為我國的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)提供理論支持。

1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是應(yīng)對未來能源危機(jī)的重要手段，以其通過對自然能源的利用帶來的清潔能源受到全球的重視。傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要是壟型異步發(fā)電機(jī)、有刷雙饋發(fā)電機(jī)以及同步發(fā)電機(jī)等傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)。

而如今，技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的種類也多了起來，如今的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷進(jìn)步，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)也逐漸呈現(xiàn)出多元化的特點，例如新型的無刷雙饋異步發(fā)電機(jī)、永磁無刷同步發(fā)電機(jī)等等。這樣的新型發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上更加簡化，并且提升了運行效率，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)對能源的利用率得到了提高，結(jié)合先進(jìn)的風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)，在如今的風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域開始逐漸推廣使用。

2 風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)分析

2.1 H∞魯棒控制技術(shù)

H∞魯棒控制技術(shù)是以Hardy空間作為理論依據(jù)的，借助個性別指數(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)對無窮范數(shù)的最大優(yōu)化，使控制器具有強(qiáng)大的魯棒功能。H∞魯棒控制能夠?qū)崿F(xiàn)從護(hù)理多變量角度出發(fā)，借助科學(xué)的數(shù)學(xué)邏輯，避免建模過程中出現(xiàn)的誤差[2-3]。在風(fēng)能激勵的情況下，H∞的相應(yīng)范數(shù)最小，系統(tǒng)的輸出能夠被控制在一個十分穩(wěn)定的范圍內(nèi)。對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組而言，H∞魯棒控制技術(shù)十分重要，如果風(fēng)向和風(fēng)速并不穩(wěn)定，而且頻繁改變，就可通過H∞魯棒控制原理來控制變速恒頻的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)對風(fēng)能的快速跟蹤，以最大限度地提高風(fēng)能利用效率和捕獲風(fēng)能的效率。

2.2 模糊控制技術(shù)

模糊控制技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中在智能方面具有一定代表性的技術(shù)。模糊控制技術(shù)的技術(shù)理論是模糊推理和語言規(guī)則，是新時代開創(chuàng)的高級控制技術(shù)，這種技術(shù)在應(yīng)用過程中，其模糊推理的技術(shù)理論使其不會受到線性因素的影響。應(yīng)用模糊控制技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)在過去常規(guī)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升了風(fēng)能的利用效率，并且實時追蹤最大功率，同時，在變速恒頻方面也頗有優(yōu)勢。借助模糊控制技術(shù)多方面的優(yōu)點，目前，在該技術(shù)的發(fā)展過程當(dāng)中開始逐漸嘗試融入人工智能等先進(jìn)技術(shù)，帶動該技術(shù)的智能性得到進(jìn)一步地提升。

3 風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)的發(fā)展前景

3.1 海上風(fēng)電場技術(shù)

內(nèi)陸地區(qū)的風(fēng)力資源受到很多條件的制約，如地形環(huán)境、天氣氣候等，相較于內(nèi)陸地區(qū)，海上環(huán)境的風(fēng)力資源十分豐富，而且對于風(fēng)力發(fā)電來說十分重要的風(fēng)向問題也很好解決，海上的風(fēng)向更加穩(wěn)定，環(huán)境較為單一，不會對發(fā)電穩(wěn)定性造成太大的影響，因此，海上風(fēng)電場的建設(shè)是未來發(fā)展的重要方向。但目前在海上風(fēng)電領(lǐng)域很多技術(shù)還沒有得到有效地解決，例如風(fēng)電系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)、海上風(fēng)電場協(xié)調(diào)控制技術(shù)、海上風(fēng)電場運輸技術(shù)，因此，在這些重要問題得到解決之后，海上風(fēng)電場將會成為風(fēng)力發(fā)電的重要來源。

3.2 最大風(fēng)能的捕獲技術(shù)

使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到理論最大值是目前技術(shù)領(lǐng)域研究的主要方向，為了在保持最大轉(zhuǎn)速的同時能夠保持風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性，就要持續(xù)、實時地進(jìn)行并網(wǎng)開關(guān)調(diào)節(jié)。持續(xù)地調(diào)整發(fā)電機(jī)的扭轉(zhuǎn)功率和槳距是風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運行過程中獲得最大運轉(zhuǎn)效率的主要手段，只有這樣才能讓風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅速發(fā)展。

3.3 大容量的風(fēng)電系統(tǒng)

目前，電力資源是維持社會運轉(zhuǎn)的基本能源，人們對電力資源的需求量也在不斷增加，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中重要的設(shè)備便是大容量的風(fēng)電系統(tǒng)。要使電力能夠最大程度地存儲，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)揮最大的試用效率，使電力資源能夠真正地得到有效使用，為風(fēng)力發(fā)電帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益。但大容量的風(fēng)電系統(tǒng)是橫亙在目前風(fēng)電研究領(lǐng)域的一大難題，難度較高，但是如果該技術(shù)得到了突破，將會帶動風(fēng)力發(fā)電行業(yè)向前邁進(jìn)一大步。

4 結(jié)語

本文簡要闡述了風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的重要性，同時，對目前熱門、新興的風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)做了分析，并展望了未來風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展方向?？傮w來看，目前阻礙風(fēng)力發(fā)電的主要因素還是技術(shù)，很多技術(shù)難關(guān)沒有被攻克，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不能帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，也無法提供更多的清潔能源，希望通過本文的總結(jié)和闡述，能夠為風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)突破帶來一些理論參考。