摘要：在我国社会经济可持续化发展，我国的人民对电力能源需求量则是日益的提升，为有效满足社会发展能源需求，我国就相继研发各种能源生产的技术，改善我国的能源供应环境。风力发电技术是电力能源技术体系的一部分，电气控制技术对风力发电厂稳定的运行有着直接影响。所以，本文就结合作者实际工作经验，简要的分析风力发电电气控制技术，希望对相关从业人员有所帮助。
关键词：风力发电；电气控制；技术
Abstract：in the social and economic sustainable development of our country, people's demand for electricity in our country is increasingly ascending, to effectively meet the demand of social development, energy, our country will have research and development of various energy production technology, improve the energy supply environment of our country. Wind power generation technology is part of the electric energy technology system, electrical control technology for wind power plant stable operation has a direct impact. So, in this paper, combined with practical work experience, the author gives a brief analysis of the wind power electric control technology, hope to be helpful to the related professionals.
Key words：wind power generation; Electrical control; technology
前言
随着风力发电技术水平的提高，风力发电由早期的直流发电机、笼型异步发电机等演变为当前的低速直驱永磁同步发电，风能是一种可再生、永不枯竭、无污染且储量巨大的绿色可再生能源。相对而言风能的利用比较简单，不同于其他能源的利用那么复杂，因此，风力发电机整体的技术进步使变速恒频风力发电也得以实现，根据当地的实际情况合理利用风力发电，具有重要的现实意义。所以我们应该不断加强风力发电技术的探索和实践，为我国的经济发展提供能源保障。
1 风力发电的现状分析
风能主要是新时期下大力推广的新型清洁能源，其资源应用优势较为显著，主要是没有污染，不会衰竭，局限性较大，比如说：风力发电稳定性就比其他发电方式更弱，风能就不能存储，只是可以在现场采取。因此，在风力发电发展过程中，也遇到了不少问题，主要是电能、电网质量的影响较大，风的方向变化及其速度也是随机的。其随机性将造成负荷和电能的变化。如果说电网的规模较小，其稳定性通常也较低。如果说电网规模较大，将势必会影响到电能质量。因此，在我国当前的各大风力发电所使用地设备有着不容忽视的局限性，特点十分复杂，不能有效控制风力发电。在我国现阶段的风电系统主要有两种模式，线性、非线性模式。线性模式主要是与传统控制方法，不能有效的满足风力发电各需求，阻碍了我国的风力发电工程地发展。
2 风力发电的电气控制技术分析
就现阶段情况进行分析，风力发电与其他的发电模式相比，其稳定性还较低，极易受到外界各类因素的影响，比如说：风向、风速、温度及其大气压强。所以，在实际电气控制过程中，应该就其方面进行入手，克服其外界因素对其风力发电造成地干扰。另外，为提高风能发电的效率，分析各风能发电设备对其风力利用率的分析，提高能量的转化率。比如说：就综合情况进行分析，风力发电的叶片荷载、风能利用率和稳定性地基础上，将风力发电机叶片的长度范围设置在60—100m的范围内，转化的效率高。风力发电设备转换环境十分恶劣，在设备的检修和维护方面，单纯的依靠人力实施操作，是不行的。我们需要融入远程遥感控制技术，对风力发电电气控制的成效进行提升。
3 风力发电电气控制技术的应用分析
在很多年前，国内就已开始对风能利用进行研究，但是其实际应用依旧采用了示范形式进行，并且没有形成规范。在1990年后，我国就开始风力发电厂规模化的建设，之后我国的风力发电技术研究就进入高速的发展时期，现已经衍生诸多风力发电电气控制技术，并且得到广泛的应用，下面就对其主流控制技术进行阐述。
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3.1 变桨距风力发电技术
在实际的并网过程中，变桨距控制能够有效的实现快速无冲击并网，有效的保证获取较大地能量，减少风力对其风力机地冲击，快速无冲击并网能够使用变桨距控制，变桨距控制系统和变速恒频技术进行配合，提升整个风力发电机系统地发电效率、电能质量。若想增强风力发电机地年发电量，还需要一套复杂地变桨距机构，在变桨距结构设计上，有着一定要求，对阵风地响应速度应该较快，变桨距在执行机构和液压驱动系统上较为复杂，不能保证其运行可靠性，减小因为风波动引起地功率脉动的过程中，成本也在随之翻倍。因此，在电动变桨距系统的运行过程中，允许三个桨叶独立的实现了变桨，提供给风力发电机组功率输出，保证刹车制动，避免破坏了过载的风机。
3.2 定桨距失速风力发电技术
变桨距叶片的运行主要是改变了叶片剖面的攻角，改变其对桨的距角。怎样适应其风速的变化，有效的降低了风速运行状态下，最大限度地发挥出其风能利用的价值，发电机的转速则是由电网频率进行限制，输出的功率则是由桨叶自身的性能进行限制，在风速比额定的转速较高的时候，桨叶就经过失速调节的功能把其功率控制在额定值内，提升了气动输出性能，进行实现降低发电机效率，达到限制功率地目的，风力发电机的这个特性，能够有效控制发电系统的安全可靠。发电机转速是由电网频率限制，输出功率由桨叶本身性能限制，要降低叶片的气动性能,可以对攻角进行改变,降低叶片在高风速运行下的功率,从而达到在低功率下进行调速的目的。
3.3 主动失速发电技术
主动失速发电技术还称为是混合失速发电的技术，主动失速发电技术主要有定桨距失速发电技术、变桨距发电技术的基本特点，其技术则是经过桨距角不同控制风能捕捉量、风速，确保风力发电系统运行的效率。但是在主动失速发电技术应用阶段，时常出现严重失误的问题，造成了功率输出受到了不同程度影响，不利于风力发电系统的运行效益控制。
3.4 变速风力发电技术
第一，风能本就是绿色、环保、无污染的可再生资源，由于其本身稳定性较差，无法正常控制风速等特性。所以在利用风能发电时，根据风向的变化性和风机叶不断的变化，一定要合理利用并掌控好操作技术，否则会影响风能发电的工作效率，影响用电质量。做好调整工作，考虑发电机在运行时会出现的各种变化，完全可以保证风能发电的最大化利用。另外，在我国目前的风能发电机控制系统中，最常采用的控制系统结构分为三种；便变速恒频控制、叶尖速比跟踪控制、消除力矩转动链中力矩震荡控制。
第二，最开始利用风力发电一般都是采用恒速恒频方式进行发电，这种技术在早期也是相对较成熟的，且操作起来简单方便，但是要想风力达到一定效率并不高。只有当风力的尖速达到最佳状态时并保持不变，这个时候就是最大化的利用风的作用。现如今，变频恒频技术广受大家的关注，并得到广泛运用，但是大量使用还是存在一定的难度，因为，这项技术对于恒频装置相对比较复杂，不同地区的风速大小变化不同，恒速风力发电技术只能适用于部分风速符合要求的地区，而变速风力发电技术可以适应不同的风速区，扩宽了风力发电的适用范围，所以在使用时要进行合理的控制和运用，使风能效率达到最佳状态，并大力推动我国风力发电市场的稳定发展。
结束语
综上所述，随着社会经济的发展，我国很多能源逐渐有很大的消耗，其中风力发电技术不仅一种可再生能源技术，而且还在很大程度上节约了其他能源的消耗，因此风力发电技术逐渐变得成熟起来。中国是一个物产丰富的资源大国，为了风力发电创造了有利的条件，由此体现出了风力发电在我国电力行业中有着至关重要的作用，不仅推动了我国电力行业的健康可持续发展，还促进了社会经济的稳定发展。
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论文作者:杨怀向
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
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