馮佳夢 湯煜東 周曉旭

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0 引言

能源是人類賴以生存的必需品，同時也是經濟發(fā)展的要素，更是社會發(fā)展的重要組成部分，基于此，能源的再生直接影響著國家的經濟建設。近幾年，由于我國發(fā)展速度過快，能源短缺問題嚴重影響了國家的發(fā)展進度，尤其是優(yōu)質能源問題，直接影響著我國的發(fā)展進程，嚴重制約我國的經濟發(fā)展，使其產生瓶頸?；诖?，我國在全國人大常委會對可再生能源進行立法，使其成為當前我國開發(fā)利用較為重要領域，并且要求能源發(fā)展優(yōu)先，為我國可再生能源事業(yè)提供發(fā)展方向，并為后續(xù)工作奠定有利基礎。

1 能源形式與可持續(xù)發(fā)展

我國一次性能源包括了以下三項：首先是石油，其次是天然氣，最后是煤炭化石類能源，此類能源不可再生，并且在開采的過程中會對環(huán)境造成影響，尤其是空氣污染較為嚴重，此類因此已經對人類生存環(huán)境造成了污染。我國過程性能源種類較多，具體包括了太陽能、風能等，并且此類能源對于環(huán)境污染較少，它不僅可以再生，并且整體蘊含量巨大，能夠滿足各類所需。

與其他能源相比較，石油類的能源屬于不可再生并且較為優(yōu)質的能源之一。隨著經濟的不斷發(fā)展，使我國在能源消費方面占據(jù)了世界比例的百分之十以上，并且在此過程中單對石油能源，我國整體的對外依存度超過了百分之四十。隨著油價的不斷上漲，多個國家的競爭讓石油成為世界斗爭的武器，此類現(xiàn)象愈演愈烈。目前占據(jù)世界前二十的石油跨國企業(yè)擁有百分之八十的石油儲備量，這使世界格局產生變動，并且在此過程中加劇了市場壟斷問題，及時是發(fā)生了此類狀況，相關企業(yè)仍然選擇繼續(xù)此項工作，導致中國石油安全長期被他人威脅和限制。為了解決能源問題，中國早前開啟了海外尋找石油的旅程，整體跨越了將近三十個國家，并且充分開展了多個石油開發(fā)合作，以此滿足國內的需求，并為后續(xù)事項做好萬全之策。

2 風力發(fā)電相關技術

2.1 風力發(fā)電機組建模

風力發(fā)電機組因其是非線性對象，所以整體設計難度較高，因此在設計和建設的過程中需要結合空氣電力學內容進行嚴謹考慮，并且也需對后續(xù)的機電能量進行考慮。在機組設計和建設的過程中結合了風速、轉速、轉矩、功率傳遞等等多個要素進行考量，以此豐富動態(tài)模型建設內容，使其不斷在后續(xù)工作中發(fā)揮出相應作用，并且降低后續(xù)設計工作中出現(xiàn)的各類影響因素，以此讓其完成實際工作需求。并且在建設的過程中還需將其與物理量相互結合，考量因素越多后續(xù)系統(tǒng)的能力越強，并且被考慮因素也會隨之增多，此類事項能夠降低發(fā)散性病態(tài)模型的出現(xiàn)。如何能夠得到一個完善的風電機組模型是當前我國風力發(fā)電中較為關鍵的內容，所以需要相關技術人員不斷優(yōu)化此項工作內容，使其能夠為課題提供研究條件。

風力發(fā)電機組結合建設內容可以被分為兩大類，首先是自治系統(tǒng)，其次是并網運行系統(tǒng)。其中自治系統(tǒng)可以分為兩大類，一個是獨立運行系統(tǒng)，另一個是互補運行系統(tǒng)，而并網系統(tǒng)也被分為兩大類別，一個是單機并網另一個是多機并網。為了提高研究力度，相關研究人員和設計人員對系統(tǒng)研究內容選擇了建模的方式進行豐實，對于后續(xù)研究原理方面，相關技術人員可以先從風力機的系統(tǒng)內部構造開始研究，結合激勵模型各單元需求對此項內容進行分析，后續(xù)選擇適合風力發(fā)電機組建設的特性將其有效綜合，最終得到整機的機理模型。

2.2 變速恒頻控制

當前我國風電場廣泛應用的發(fā)電機組是并網型異步風力發(fā)電機組，所以風速風險對于電網所造成的沖擊和污染較大，對于后續(xù)電網工作狀態(tài)造成了影響，并且在此過程中電網的整體穩(wěn)定性受到了威脅。為了解決此類問題，相關設計人員經過嚴謹考量決定采用變速恒頻的方式對此進行解決，并且在此過程中還能對輸出進行保護，使其輸出處于恒定狀態(tài)下。應用此項技術時，可以從以下兩個方式進行實現(xiàn)。首先是將發(fā)電機的輸出系統(tǒng)通過整流將其電能進行改變，后續(xù)結合電力變流裝置對功率進行改變，將其容量擴大到一般容量的1.1和1.3倍，但是此項研究需要較高的成本進行支持，所以實行此項方案的概率較小，并且整體并不切合實際。另一類方法是從風力發(fā)電機機體入手，將其整體結構進行改變，之后結合變流裝置，實現(xiàn)控制方案，此時變流裝置在控制通道中可以將其容量降低，并且此項應用符合實際需求，因此能夠實現(xiàn)的概率較大[1]。

3 可再生能源發(fā)電中的電力電子技術

3.1 逆變器并網控制裝置

可再生能源發(fā)電輸出，需要結合并網中雙饋風力發(fā)電機組的支持進行后續(xù)聯(lián)網工作，并且在此基礎之上還應結合變換器聯(lián)網，最終以DC－AC變換單元的聯(lián)網方式出現(xiàn)。矩陣式變換器對于電容的要求不高，只要確保相應的可靠性即可，并且后續(xù)控制的復雜性不高，整體難度較小。目前我國可再生能源發(fā)電幾乎采取的形式是DC－AC變換單元與電網的連接，而此內容中DC－AC變換單元需要確保電能的質量和外在條件，在此基礎之上還需實現(xiàn)可再生能源的其他功能，以此完善風能控制的最大功率輸出控制環(huán)節(jié)?；诖讼嚓P設計人員還需結合電路結構對功能問題進行改造，實現(xiàn)無功功率的可調性，并且使其擁有較高的變換效率。目前我國對于以上內容的研究有了相關成果，但是在研究的過程中還需對各類問題進行解決，提高技術成果的實用性能，后續(xù)對于功率的跟蹤和控制也需進行綜合考慮，最終統(tǒng)一系統(tǒng)算法[2]。

3.2 太陽能充電控制器

太陽能發(fā)電在我國發(fā)展中有一定不穩(wěn)定性存在，因此為了提高太陽能發(fā)電的穩(wěn)定性，相關設計人員需要結合蓄電池組的支持，以此提高太陽能發(fā)電的穩(wěn)定性。在蓄電池組中鉛酸蓄電池組的整體成本較高并且使用壽命受到限制，所以在開發(fā)的過程中不支持使用。對于太陽能發(fā)電而言，蓄電池組的成本一直是影響技術推廣的主要障礙。對于太陽能發(fā)電而言，常規(guī)的充電方法一共分為以下幾種：恒流充電法、階段充電法、恒壓充電法，各類充電方式均是以特性曲線進行。但是常規(guī)充電的方式容易受到外界因素的影響，所以后續(xù)常規(guī)充電的方式應該采取自適應的算法對蓄電池的控制能力和功率進行跟蹤控制，才可確保后續(xù)工作的穩(wěn)定進行[3]。

基于太陽能發(fā)電當前建設形勢，我國對于太陽能的控制主要針對蓄電池組的成本問題，為了高效改變此類問題的發(fā)生，需要相關設計人員對蓄電池組進行高度重視。

4 結語

綜上所述，面對我國當前能源形式，為了提高可再生能源的建設，相關設計人員需要結合各類電力電子技術完善此項工作，以此讓其伴隨能源產業(yè)發(fā)展，不斷提高自身能力，為后續(xù)工作奠定相關基礎。