摘要：本文首先闡述了風力發(fā)電技術分類，并且結合新能源時代電力電子元件設備模式，總結出新能源時代電力電子實際應用方向。

關鍵詞：絕緣晶體管;電力電子技術;這里厄式風力發(fā)電技術

我國經(jīng)濟與科技的發(fā)展速度不斷提升，隨之而來的是能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展以及保護問題，隨著對于電力能源需求的不斷提高，傳統(tǒng)開采模式，已經(jīng)無法滿足能源的實際要求，而煤炭與天然氣的消耗和需求也隨之提升，因此人們在利用自然能源創(chuàng)造經(jīng)濟效益的同時，還應該積極保護自然環(huán)境和能源。因此風力能源的開發(fā)成為了目前科技研究的重點。

1 風力發(fā)電技術分類

1.1水平軸風力發(fā)電技術

在風力發(fā)電結構中，水平軸風力發(fā)電技術主要分為升力類型和阻力類型兩個種類。其中升力類型的發(fā)電技術的旋轉(zhuǎn)速度較快，而阻力類型的旋轉(zhuǎn)速度較慢，對于風力發(fā)電技術來說，大多數(shù)使用的是升力類型的水平軸風力發(fā)電技術。由于普遍水平軸風力發(fā)電技術具備對于風力控制裝置，可以隨著風向的方向改變而轉(zhuǎn)動，然而對于此種小類型的風力發(fā)電技術，此種風力發(fā)電的設備裝置應該使用相關設備的尾舵裝置。而對于相關大型的風力發(fā)電技術來說，則需要采用風向的傳感設備元件，以及相搭配的電機組成的傳輸動態(tài)的設備機構。除此之外，風力設備結構的風輪，應該在風力發(fā)電的塔架前方，被稱為上風向風力發(fā)電技術，而風輪結構設置在塔架后面的位置，其設備與發(fā)電技術則被稱為下風向風技術。在日常的風力發(fā)電過程中，水平軸風力發(fā)電技術以及搭配設備的種類和型號相對較多，除了具備反轉(zhuǎn)葉片的風輪設備，還需要在此基礎上安裝多個風輪設備，以便于設備在一定環(huán)境下的輸出功率，減少風力發(fā)電設備的整體成本，以此集中風力發(fā)電的氣流，最終加強風力氣流的流通速度。

1.2 垂直軸向風力發(fā)電技術

在風力發(fā)電技術中，除了水平軸風力發(fā)電技術，還需要重視垂直軸風力發(fā)電技術在風力發(fā)電模式中的實際應用，并且在實際風向的改變模式中，利用垂直軸向風力發(fā)電技術無需針對實際的風力走向，同時對于水平軸風力發(fā)電技術來說，垂直軸向風力發(fā)電技術相比之下其自身具備一定的技術優(yōu)勢。而垂直軸向風力發(fā)電技術所搭配的設備在實際的使用和應用過程中，設備內(nèi)部結構不僅設計方式比較簡單，并且相對降低了設備內(nèi)部結構的風輪對風向的陀螺力[1]。同時使用垂直軸向風力發(fā)電技術中的旋轉(zhuǎn)類型風力，其自身具備幾種適用類型，其中不僅具有利用設備平板和風輪，還具有相對純阻力設備裝置。同時設備同時運用了S型風車設備，在實際使用時，設備自身具備部分上升力量，而此種設備和裝置在使用過程中，具備較大的動力距離，同時設備運作時的尖速度比例，尤其是在設備風輪尺寸、自身重量以及制作成本的情況下，會導致風力發(fā)電的整體功率輸出較低。

1.3 達里厄式風力發(fā)電技術

在風力發(fā)電的眾多技術中，達里厄式風力發(fā)電技術是法國科學家達里厄在19世紀30年進行技術發(fā)現(xiàn)，并且在20世紀左右，加拿大國家相關的技術學科研究所針對風力發(fā)電進行大量的技術研究，最終成為了水平軸風力發(fā)技術的主要競爭對象。在風力發(fā)電技術中，達里厄式技術屬于一種依靠風力轉(zhuǎn)動產(chǎn)生升力的相關發(fā)電技術，而相應的設備裝置中，風力發(fā)電設備內(nèi)部結構彎曲葉片的橫剖面是翼型，并且其設備的的啟動力矩較低，但是在啟動過程中，扇葉的尖速比較高，因此在設備扇葉自身重量和成本的定位上，需要著重關注輸出功率方面上[2]。

2 新能源時代電力電子元件設備

2.1 絕緣晶體管

在新能源時代的風力發(fā)電設備結構中，IGBT系統(tǒng)模塊是設備內(nèi)部的風力發(fā)電功率零件。并且設備由雙極型三極管零部件、BJT零部件以及設備絕緣效應晶體管共同組成，在設備內(nèi)部結構中，屬于復合類型的，全場控制電壓驅(qū)動模式的半導體零部件。加上由于設備內(nèi)部結構是合成零部件，所以，設備內(nèi)部不僅具備高壓輸入的阻抗力量，還具備低效率引導降低壓力等相關優(yōu)勢。同時IGBT系統(tǒng)模塊還可以借助設備電壓源頭交換電流設備，以此控制和關閉電流的流動狀態(tài)和操作模式，同時在設備結構中，利用電流的脈沖寬度進行相關調(diào)控，以此實現(xiàn)電源的無源逆變現(xiàn)象。除此之外，電流的有效控制有利于電源的整體定位，并且由電流的直流端口進行直接輸電。同時，在風力發(fā)電的過程中，設備經(jīng)常受到風力速度的影響而無法進行有效的控制，加上風力方向、風力的整體穩(wěn)定性交叉，極有可能致使風力發(fā)電模塊的溫度出現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息異常，最終造成設備內(nèi)部結構中不同類型的電力芯片、銅制芯片、銅制底片以及基礎焊接點，都會承受電力發(fā)電過程中，電波大存量，并且具備一定周期性的熱力效應，同時設備附加應有的機械應力。目前，風力發(fā)電模式結構中IGBT系統(tǒng)模塊，經(jīng)常會采用到電力脈沖寬度，以此作為基礎調(diào)整制作技術并且運用相關的逆變設備，最終可以依靠掌控電流波形實現(xiàn)電流最終控制的實時輸出。同時設備啟動后，內(nèi)部結構的初始角度改變后，逆變設備開始向整體電力網(wǎng)絡輸送能量，可以最大限度的改變電力波動諧波因數(shù)或者畸變系數(shù)。

2.2 交直流變頻設備

交直流變頻設備在日常設備的運轉(zhuǎn)過程中，其主要運轉(zhuǎn)原理為風力發(fā)電設備內(nèi)部結構的變速恒頻系統(tǒng)，依靠設備風力運作頻率的整體變化趨勢，可以有效的傳送發(fā)電設備需要完成的電力網(wǎng)絡能量。其中電力設備內(nèi)部的交流電力和直流電力，在實際的設備運轉(zhuǎn)過程中需要通過電力變頻設備實現(xiàn)相關的技術改造，有效的解決了電流變頻設備自身現(xiàn)有的問題和不足[3]。比如：設備電壓諧波過多、電壓輸入功率系數(shù)較低、電力功率電子元件應用總量大等相關缺點。并且隨著電力發(fā)電技術的不斷完善和改進，交流電流與直流電流的變頻設備可以有效的實現(xiàn)設備控制的整體策略，同時為了完成設備內(nèi)部結構導體電流的雙方向移動，使用交流與直流變頻技術，不僅可以應用在電力發(fā)電設備結構，改變電流速度，還可以使用在平衡頻道的雙饋電機風力發(fā)電系統(tǒng)中，除此之外，交直流變頻設備也可以使用在雙饋電機風力發(fā)電系統(tǒng)中。目前我國某些大型的海上風力發(fā)電場所，普遍使用大量的風力發(fā)電系統(tǒng)，以及電力電子變頻技術，并且設備通過針對電力的有功操作和無功操作進行有效控制，致使風力發(fā)電組合可以通過智能化技術改變速度，同時利用不穩(wěn)定的風力能量，不斷地減少風力組合、風力發(fā)設備電扇葉區(qū)域機械應力以及產(chǎn)生的噪音。

2.3 矩陣模式變換器

在風力發(fā)電技術和設備中，矩陣模式變換設備作為一種全新形式的交流電源變換設備，由于其設備在運轉(zhuǎn)過程中，可以有效的實現(xiàn)設備電流交流相數(shù)據(jù)、相位置、幅值數(shù)值以及電力頻率各種數(shù)據(jù)參數(shù)的不斷變換，致使風力發(fā)電設備針對電力轉(zhuǎn)化和電力儲存的實際應用前景較好。而矩陣變換設備在實際使用過程中，可以直接剔除電流運轉(zhuǎn)中直流電流儲能環(huán)節(jié)，加上其可以在設備多個電流數(shù)據(jù)參數(shù)進行相關調(diào)整和控制，可以更好的干預風力發(fā)電設備和系統(tǒng)的日常運轉(zhuǎn)，以此實現(xiàn)電力變速平衡的頻道控制，并且通過對風速和風向的最大數(shù)據(jù)進行相關捕捉，以此提升整體的發(fā)電效率。

3 新能源時代電力電子實際應用

3.1 風力發(fā)電系統(tǒng)技術改造

在21世紀初期，我國風力發(fā)電技術中的發(fā)電機設備，電力系統(tǒng)的整體運行控制模式主要以失速模式或者主動失速模式作為主要發(fā)電方式。而此種控制模式并沒有形成相對穩(wěn)定和安全的電力輸出功率。所以，隨著電力實際應用的不斷強化和完善，逐漸退出了電力技術應用的整個行列?，F(xiàn)階段隨著電力電子技術的不斷完善和發(fā)展，逐漸催生出更多的電力發(fā)電技術和相關系統(tǒng)設備，同時也進一步優(yōu)化了風力發(fā)電機設備系統(tǒng)主要運行模式和原理。而電力電流速度改變，以及平衡頻道風力發(fā)電設備系統(tǒng)，是目前電力電子技術的綜合使用產(chǎn)物，其中設備所使用的電流速度恒頻間距調(diào)節(jié)體系，并且設備內(nèi)部配置雙饋感應電機使用后，主要表現(xiàn)出設備的節(jié)約能耗、提高電流輸出質(zhì)量等相關優(yōu)勢。DFIG系統(tǒng)中主要集合了電力電子變換設備，因此技術人員需要在設備內(nèi)部結構中，增加多級同步電機設備，致使整體發(fā)電設備系統(tǒng)可以得到有效的優(yōu)化和改善。

3.2 風力儲能系統(tǒng)技術改造

使用風力發(fā)電系統(tǒng)進行電力制造過程中，技術人員首先需要克服和改善最大的風力發(fā)電問題就是風力速度以及風力方向的不穩(wěn)定，并且需要大范圍內(nèi)提升風力能源的應用時間，但是由于在實際操作過程中，無法保證風力長期處于足夠風量情況，因此需要技術人員在風力能源的儲存方面上，積極提升其技術和整體水平，最終確保風力發(fā)電的穩(wěn)定性和安全性?，F(xiàn)階段，我國普遍適用的風發(fā)儲存系統(tǒng)和相關技術，主要以蓄電池作為主要能源儲存模式，其設備具備安全流程簡單，風力儲存能量效率高等優(yōu)勢和特點。所以目前風力發(fā)電行業(yè)中同樣選擇超級導向線圈作為能源儲存的主要方式之一[4]。然而從現(xiàn)有的相關技術來看，我國超級導向線圈電能儲存技術仍然處于初級階段，無法有效的進行推廣和應用普及。當儲能系統(tǒng)和相關設備面對風力發(fā)電具有隨即突發(fā)事件的特征，將使用不間斷功能的電源方式，從根本上輔助了風力發(fā)電系統(tǒng)結構中儲能的重點技術。加上在實際設備操作時，不間斷電源儲能模式可以在系統(tǒng)電能斷開的情況下持續(xù)提供電流能量，因此可以有效的幫助發(fā)電系統(tǒng)在電力儲能方面，提升較高的電能儲存效率和總體功能性，特別是對于偏遠地區(qū)來說，風力發(fā)電儲存能量系統(tǒng)起到了重要作用。

3.3 風力發(fā)電輸出的實際應用

在風力發(fā)電設備和整體系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程中，考慮到想要有效的實現(xiàn)風力發(fā)電，需要依靠風力產(chǎn)生的自然資源提供動力能量，因此許多風力發(fā)電相關設備的位置安置相對比較偏遠。所以，發(fā)電設備組合、設備調(diào)整和管理中心以及用戶之間的電力傳輸自身存在一定的問題和不足，根據(jù)我國風力發(fā)電設備的實際使用情況數(shù)據(jù)，可以得出相關結論，現(xiàn)階段我國風力發(fā)電的主流技術仍然存在著許多不足。并且現(xiàn)階段，我國風力發(fā)電技術已經(jīng)逐漸開始研究高壓模式下的直流輸出電流技術，也被稱為HVDC技術，并且通過采用異步聯(lián)網(wǎng)絡，進而產(chǎn)生相對完整的網(wǎng)絡結構比例。同時風力發(fā)電的輸出技術對于自然環(huán)境的整體要求并不高，并且通過風力產(chǎn)生的電力總量與經(jīng)濟投入的成本相比較，其性價比較高，在設備開啟時，其高壓電流的直流輸電模式，在技術方面上大量的融合先進的電力電子技術，并且依靠IGBT系統(tǒng)晶體管和GTO可關斷晶閘管道等方面，對可關斷設備零件起到了積極的作用。除此之外，PWM系統(tǒng)等相關的電子技術的實際應用，也致使風力發(fā)電的電流輸電模式相繼出現(xiàn)成本低投入，產(chǎn)品高質(zhì)量情況，此種技術的發(fā)展和普及，無疑將更完善風力發(fā)電技術全面推進，并且將設備的高壓直流輸電技術進行全面普及，最大限度的降低了故障發(fā)生的概率。

4 結束語

由此可見，風力能源是目前我國主要開發(fā)和利用的新能源之一，而風力發(fā)電系統(tǒng)自身具備十分寬廣的范圍和方向。隨著新能源電力電子技術的全面發(fā)展，風力發(fā)電系統(tǒng)體系中，無論是設備結構還是技術要求都取得了較高的成就，同時在科技發(fā)展的未來時代，風力發(fā)電的整體效率和質(zhì)量將不斷被提高，電力所轉(zhuǎn)變的整體質(zhì)量也將持續(xù)被提升，隨之而來的是風力發(fā)電的整體成本會最大限度的降低，除此之外，風力發(fā)電對于我國開展保護環(huán)境、美化社會生活方面上，也起到了十分積極的實際作用。

參考文獻

[1]姜傳彥，王利軍，關于風力發(fā)電與電力電子技術對新能源的開拓探討[J].科學與信息化，2019，000 （001）：89-90.

[2]朱希華.電力電子技術在大型風力發(fā)電機領域的應用[J].電子技術與軟件工程，2019，000 （022）：P.219-220.

[3]步文智.電力電子技術在新能源領域的應用[J].河南科技，2019， 000 （019）： 123-124.

[4]潘特.電力電子技術在風力發(fā)電中的實踐運行探討[J].百科論壇電子雜志，2019，000 （002）：516-517.

作者簡介

崔青恒（1973一），男，山東省德州市人。天津工程師范學院本科學歷，德州職業(yè)技術學院電子與新能源技術工程系講師。研究方向為應用電子技術。