摘要：风力发电最为一种新能源已经在全国范围内得到普及，并且具有可再生特性，弥补了不可再生能源稀缺的问题。尤其在当前国家大力发展“一带一路”的背景下，风力发电已经成为重点内容。基于此，本文论述了风力发电电气控制技术，并对其应用实践展开了一系列研究，希望对风力发电行业发展提供帮助。
关键词：风力发电；电气控制技术；应用实践
近年来，风力发电行业的发展为经济建设和人们生产生活带来了巨大的影响。并且从最初的发现到今天，风力发电基本上实现了商品化，为经济建设和人们日常生活都发挥了重要作用。通过本文对电气控制技术在风力发电过程中的实践应用，希望对行业的发展起到积极作用。
一、我国风力发电的现状及其主要问题
当前，风力发电在我国已经得到了普及，成为经济建设和人们日常生产生活的重要支撑。但是在风力发电发展过程中存在的一些突出问题也需要引起重视，对当前风力发电的现状和主要面临的问题从以下三点进行了分析：
1.风力发电是新型能源中的一种，具有很多优势，比如风能是取之不尽用之不完的，没有污染，不会对生态环境构成威胁。但是相比较，风力发电还有不可避免的缺点，如无储存，缺少稳定性等。这些存在的不足很可能对风力发电技术的进一步发展产生一些影响。
2.风力发电过程中，电能和符合可能会受到风向与风速的影响发生改变，进而影响电能的质量，尤其是在比较大的电网中影响也比较明显。
3.风力发电设备不完善也是需要重视的问题之一，甚至会影响设备性能和作用的发挥。线性模型和非线性模型应该是风力发电比较常见的风电系统模型。线性模型一般用在传统风力系统控制，其原理就是调节发电机的相关属性来实现最大化风能捕获量，提高风力发电的效率。从表面来看，这种操作方法比较简单，但是与非线性模型相比还存在一些差别，因为工作环境、工作范围存在差别，而且在实际工作中以往的控制方法可能难以满足其要求，从而影响风力发电设备的发展。
4.外界因素也会对风力发电设备产生不利影响。风力发电系统运行过程中，发电设备很可能会因为自身的故障问题影响整体运行，也会受到自然因素或人为因素的影响。自然因素，主要就是自然天气、地理气候等，尤其是天气恶劣的情况下会对风力发电系统造成损坏，不能运行；人为因素，主要就是因为风力发电系统的控制工作具有复杂和专业性，要求工作人员具备专业素质和能力，但是也难免会存在违规操作、失误操作等问题。
风力发电行业已经趋于成熟并进入相对稳定的发展阶段，在最近几年中，国家开始对风电行业进行大规模整合，缺少核心技术和竞争力的企业逐渐被淘汰。作为一种新型的可再生能源，风能必然受到全世界的关注，而风力发电技术也将会得到完善和改进，对风力发电电气控制技术的研究对于整个行业的发展都起着重要的现实意义。
二、风力发电电气控制技术的重要性
电气控制技术在风力发电过程中占据着举足轻重的作用，是核心技术，其重要性主要表现为几个方面：
1.一般情况下，风力发电设备需要长时间处于室外环境中，很容易受到外界温度、湿度、气压等因素影响，增加风力发电设备的不可控性与随机性，影响设备的运行。因此，必须要用有效的检测控制方法和技术保证风力发电系统的整体运行；2.电气控制技术在风力发电过程中也起到提高风能利用率的重要作用；3.在风力发电设备机组并网或脱网时可以通过电气控制技术保证设备的最优化运行效率，使整个机组能够安全、稳定的运行；4.在风能中蕴含着很多能量，但由于风力发电设备主要出于室外环境经常受到恶劣天气影响，这就需要电气控制技术尽可能减少外界环境等不可抗力因素对风力发电过程产生的影响，确保风力发电的稳定性和高效运行。随着我国风力发电行业的广泛发展，规模不断壮大，如何有效运用电气控制技术，保障风力发电的高效、稳定就成为行业技术人员需要重视的问题。
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三、风力发电电气控制技术及应用实践
我国的风力发电技术已经逐渐趋于成熟，而且技术水平还在处于不断上升的趋势，行业内的专家与技术人员也相继研发出多种风力发电电气控制技术，经过一些实践应用取得了良好的成效，得到广泛应用。
（一）定桨距失速风力发电技术
定桨距失速风力发电技术的研发与应用的目的是为了解决风力发电机组在运行过程中存在的必须并同问题。上个世纪后期，国内技术人员在传统风力发电技术的基础上进行研究，研发了定桨距失速风力发电技术，切实保证风力发电机组运行稳定的问题。定桨距失速风力发电技术应用过程中，需要限定发电机组的功率，尽管解决了风力发电的稳定性问题，但因为其叶片的构造复杂且比较重等结构问题，需要消耗大量的无用功。因此，从整体来看，风力发电机组运行中应用定桨距失速风力发电技术明显存在运行效率不高的问题。从定桨距失速风力发电技术研发至今，由于各方面问题的影响，使其主要应用到技术较低的小风环境中。针对该技术的发展和应用来说，应该注意处理好运行功率的问题，才能进一步拓宽技术的应用范围，提高使用率。
（二）变桨距失速风力发电技术
变桨距失速风力发电技术的应用主要是为了处理原本风力发电机组输出功率不高的问题，其原理就是通过改变原本叶片倾角，进一步提高风能的使用效率。而且变桨距失速风力发电技术的应用只需要更换材料就可以降低原本扇叶的重量，将消耗的无用功降到最小，并降低对应的冲击荷载。但是设备的重量减少，很难保证变桨距运转过程中的稳定性，很容易发生失稳的情况，也会增加设备后期的维护难度，增加成本和人力资源投入。随着我国风力发电电气控制技术的不断改进和提升，存在的这一问题必然会得到解决或缓解。
（三）主动失速风力发电技术
主动失速风力发电技术是对上文中提到的定桨距失速风力发电技术和变桨距失速风力发电技术的整合，因此也可以称其为混合失速风力发电技术。该技术的主要特点在于可以根据风向、风俗的变化调节桨距角，能量转化效率高。但在具体应用过程中也会存在一些缺陷，比如容易发生严重的失速问题，影响设备的功率输出，也不利于风力发电过程的电气控制。总体来说，该技术具有一定的现实价值，但需要进一步改进才能保证其价值发挥。
（四）变速风力发电技术
变速风力发电技术的研发是根据变速运动原理，可以解决电机原有恒定速度运转对风能转化效率不高等问题，使发动机组可以根据风力变化调整运转速率，确保整个风力发电过程的稳定性和安全。随着变速风力发电技术的应用，实现了发电机组运转速率的动态化转变，如风速等级高的情况下，可以对风轮转速进行合理控制，减少或避免功率太大造成的过电压问题，提升发电机组运转稳定性。如果风速等级较低，还可以根据风力特征调整好浆角，最大化捕捉风力，满足实际需求。所以，变速风力发电技术的应用，不再受传统单一模式电气控制的影响，能够从发电过程存在的问题出发，通过相应的技术提高电气控制的效果。从某种意义上来说，变速风力发电技术很可能使以后风力发电的趋势，应该加大人力和资金的投入力度，不断改进和保障该技术的应用效果。
我国地域广泛，地形地貌、气候变化等都会有很大差距，风力大小也会有很大差别。作为一种新型的可再生能源，风能的普及已经成为必然趋势。但是面对高速发展的趋势，行业技术人员仍然要给予足够重视，积极改进现有的技术并研发新的风力发电技术，真正解决风力发电设备运行中的效率和稳定等问题，确保风力发电的效率，实现风能的最大化利用率和可持续发展。
参考文献
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[3]邵金云.风力发电电气控制技术发展探讨[J].科技展望,2016(04):93.
论文作者:甄泽洋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/17
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