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        風(fēng)力發(fā)電電氣控制技術(shù)及應(yīng)用實踐探析

        2021-07-07 06:35:22張建超
        電子樂園·下旬刊 2021年7期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電

        張建超

        摘要:隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展,人們對各種能源的需求大幅度增加,能源危機(jī)日益突出。為了有效緩解能源壓力,我國加快了新能源的研究和開發(fā)。其中,風(fēng)力發(fā)電電氣控制技術(shù)具有較高的實際應(yīng)用價值。為此,本文結(jié)合我國風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀,對風(fēng)力發(fā)電的電氣控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并對該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

        關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電;技術(shù)發(fā)展;可再生能源;

        引言:能源開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展的一項重要任務(wù),基于我國能源需求的不斷增長和良性發(fā)展,為了緩解當(dāng)下的能源危機(jī),有必要進(jìn)行新能源的研究和開發(fā)。因此,必須結(jié)合實際應(yīng)用,深入探討電氣控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用,在相關(guān)技術(shù)的作用下充分利用風(fēng)能,使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在電氣控制技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮最大的作用。

        1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類型

        1.1依據(jù)機(jī)組容量劃分

        風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)如果是依照機(jī)組的容量進(jìn)行劃分,一般可以分為四種類型,這四種類型的容量也存在一定的差異性。第一種:小型機(jī)組。這種類型的機(jī)組容量一般在0.1~1kW。第二種:中型機(jī)組。這種類型的機(jī)組容量一般在1~1000kW。第三種:大型機(jī)組。這種類型的機(jī)組容量一般在1~10MW。第四種:巨型機(jī)組。這種類型的機(jī)組容量一般在10MW以上。

        1.2依據(jù)發(fā)電機(jī)運行特征及控制方式

        在劃分風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的時候,可以選擇根據(jù)發(fā)電機(jī)的運行特征來進(jìn)行劃分,或者是依照發(fā)電機(jī)的控制方式,來進(jìn)行劃分,一般能夠分為兩種。第一種是變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),其轉(zhuǎn)速一般是能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)的,并且能夠從一定程度上合理利用風(fēng)能來提升系統(tǒng)的發(fā)電率。第二種是恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在當(dāng)今時期使用的比較少,這一類型的系統(tǒng)雖然使用起來比較便捷,但是,對于風(fēng)能的利用率一般比較低,且發(fā)電率往往也不高,存在一定的不足。

        2風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀

        風(fēng)力發(fā)電主要是利用風(fēng)的動能來進(jìn)行轉(zhuǎn)化,使其成為機(jī)械動能,最后再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為電能。風(fēng)能本身是一種可再生能源,因此,風(fēng)力發(fā)電本身就具有一定的環(huán)保性質(zhì)。2005年《可再生能源法》立法后,風(fēng)能這類可再生能源得到了更多的重視,其意義更是不容忽視的。在這一背景下,大力發(fā)展可再生能源是一種必然趨勢。以我國為例,其風(fēng)力發(fā)電最初出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代中期,經(jīng)過長時間的發(fā)展,我國的風(fēng)力發(fā)電市場已經(jīng)有了十分顯著的進(jìn)步。風(fēng)力發(fā)電的使用不僅僅具有一定的環(huán)保優(yōu)勢,同時這種能源也具有可再生的優(yōu)點。不過,在當(dāng)前,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也存在一些不足?;诖耍嚓P(guān)從業(yè)人員還需要積極提升風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,使我國風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)能夠不斷發(fā)展與進(jìn)步。

        3風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)發(fā)展分析

        3.1變速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

        從我國風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀來看,變速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是非常關(guān)鍵的技術(shù)。變速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是基于不同的風(fēng)速,合理地控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運行狀態(tài),保證發(fā)電頻率恒定。如上所述,風(fēng)力發(fā)電設(shè)備容易受到不同風(fēng)速的影響,為了減少對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的影響,保證風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運行效率,必須根據(jù)實際情況隨時調(diào)整風(fēng)輪轉(zhuǎn)速指標(biāo),使風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的輸出功率最終達(dá)到整體更安全、更穩(wěn)定的目的。

        3.2主動失速發(fā)電技術(shù)

        主動失速發(fā)電技術(shù)是變槳距發(fā)電技術(shù)和定槳距失速發(fā)電技術(shù)的融合,在實際應(yīng)用過程中,該技術(shù)能很好地解決成本高的問題,有效地控制風(fēng)力發(fā)電的頻率。主動失速發(fā)電技術(shù)具有明顯的整體優(yōu)勢,不僅繼承了變槳失速發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點,而且結(jié)合了定槳距發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點。該技術(shù)的應(yīng)用原理是:讓槳距角處于不同的狀態(tài)下方便進(jìn)行改變,進(jìn)而有效地控制風(fēng)能速度,整體把控捕獲量。主動發(fā)電技術(shù)具有很高的實際應(yīng)用價值,但容易出現(xiàn)嚴(yán)重的問題,可能無法控制用電,從而嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運行。

        3.3風(fēng)輪控制技術(shù)

        第一種是功率信號反饋控制。這種控制主要是對風(fēng)輪的功率進(jìn)行工作。一般來說,風(fēng)輪在工作的狀態(tài)中,其功率是不斷變化的。相關(guān)人員可以通過對功率關(guān)系的分析,來進(jìn)行后續(xù)的一些操作。在具體的運用中,可以把最大的功率和實際的功率進(jìn)行對比,得到一個差值,并依照這一差值對風(fēng)輪進(jìn)行調(diào)整,從而確保風(fēng)輪可以達(dá)到最大的功率。這種方法的使用,其優(yōu)勢就是能夠有效減少控制的成本。第二是葉尖速比控制。葉尖速就是指風(fēng)葉的尖端轉(zhuǎn)動速度。這種控制方法,主要就是利用葉尖速的數(shù)值來確定最佳的葉尖速比。其主要的工作方式,就是通過對葉尖速的調(diào)整,來優(yōu)化葉尖速比。

        3.4發(fā)電機(jī)及其變電力電子變換器控制技術(shù)

        在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電的過程中,風(fēng)力是能量的主要來源。一般來說,風(fēng)力大多在距離地面比較高的位置上,因此,在能量轉(zhuǎn)化時往往需要在高空中進(jìn)行。對此,其相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),還要不斷提升自身的工作效率,并且還需要使自身的重量能夠盡量降低。永磁發(fā)電機(jī)是一種比較常見的風(fēng)力發(fā)電機(jī),這一設(shè)備的耗能比較低,并且其工作的效率也比較高。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的電力電子變換器,往往需要具備幾個特征。第一,這種電力電子變換器的使用范圍需要比較廣泛。第二,在進(jìn)行風(fēng)能轉(zhuǎn)換時,其轉(zhuǎn)換率以及傳輸率要比較高。第三,能夠有效實現(xiàn)功率因素的改善。第四,其安全性以及可靠性需要有所保障。第五,其設(shè)備的成本費用應(yīng)該符合經(jīng)濟(jì)性的原則。

        結(jié)語:風(fēng)力發(fā)電技術(shù)對于改善電能的情況以及減少環(huán)境污染等問題而言,有著不能夠被忽視的意義。雖然,當(dāng)前我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)還存在一些不夠完善的地方,但是,相信從業(yè)人員能夠通過對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷研究,使我國該技術(shù)的發(fā)展更上一層樓。

        參考文獻(xiàn)

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        [2]潘力強(qiáng),李娟,楊高才,余虎,侯益靈,徐彬焜.帶全額變頻器的感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略[J].吉首大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2020,41(06):37-44.DOI:10.13438/j.cnki.jdzk.2020.06.008.

        [3]包磊.風(fēng)力發(fā)電電氣控制技術(shù)及應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2020(20):105-106.

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