摘要：与石化能源相比，风能资源具有环境清洁，分布广泛，再生开放，储量大，开发成本低等优势，因此这种能源形式日益受到世界各国的青睐，我国是风能资源储量较大的国家。与此同时，我国也拥有更先进的风力发电技术。可以看出，随着时代的进步，我国风电装机容量将达到较高水平。
关键词：风力发电；功率；控制策略
引言
随着社会经济的高速发展，人们对能源的需求不断增加，传统能源供应面临巨大压力，风电技术的出现大大缓解了社会生产的能源需求。同时利用风电技术进行功率控制，有效提高了风机的风能利用率。
1 风力发电技术的基本原理
1.1风力发电的基本原理是将风的动能转化为机械动能，然后将机械能转化为动能，即利用风驱动风力机叶片旋转，然后增加 通过增速器的旋转速度来促进发电机的发电。风力发电所需的设备称为风力发电机，这种风力涡轮机可以分为三部分：风力发电机组，发电机和塔架。
风轮是将风的动能转化为机械能的重要部分，它由两个或更多螺旋桨叶片组成，当风吹向叶片时，叶片上产生气动力驱动风轮转动。为了保持风轮始终与风向一致以获得最大功率，必须在风轮后方安装与风向标相似的舵。
塔架是支撑转子，方向舵和发电机的框架。塔架的高度取决于障碍物对风速和转子直径的影响。发电机的作用是通过增加速度将风轮获得的恒定速度传递给发电机构，从而将机械能转化为电能。小型风力发电系统效率很高，但它们不仅由一个发电机组构成，而是由具有一定技术含量的小型系统组成，包括发电机和变流器，风力发电机由机头，转体，尾翼和叶片组成，每个部分都非常重要。叶片用于接收风力并通过头部将其转化为电能；叶片始终面向风向，以获得最大的风能；旋转头使头部灵活旋转，实现尾部调整功能，机头的转子是永磁体或磁体，定子绕组切割磁力线以产生电能。
1.2风力发电的特点。风力发电近10年来取得了快速发展。目前，全球风电装机容量接近4270亿千瓦。风力发电技术可以得到很大的提升，其特点是密不可分的。风能属于可再生能源，风能有足够的能源支持。风电技术建设周期短，安装规模灵活。风电基础设施可以在风能充足的地方以最短的时间建成，风能可以转化为尽可能快的速度。对于所需的电能；高可靠性和低成本使得风力发电的推广应用迅速；风力发电的运行和运行也相对简单，风电建设占地面积小。风力发电的特点归纳为：能量充足，操作简单，成本低廉，无污染。
2风力发电技术
风力发电技术是一种将风能转化为电能的技术，风力涡轮机起着决定性的作用，我国是风能资源储量丰富的大国。因此，集中力量发展风能资源已成为中国新能源发展的重要组成部分，2020年的风电发展目标（8.0 * 1010W）已经制定出来。随着时代的发展，中国风电发展技术也呈现出其发展态势。例如，风力发电机组大容量化发展，风电场向海上风电发展，风机运行方式，变桨和变频恒频等发展方向，风力发电机向无齿轮直驱方向发展上。
2.1风力发电机组运行方式向变桨、变频恒频方向发展。与风机定速运行模式相比，变速运行模式允许根据风速的变化实时调整风机的转速，以保证风机始终保持运行一个最佳的运行状态，从而最大限度地捕捉风能。可见，风力发电机组采用变速运行方式，体现了生产成本低，风能捕获量大，风速适应性好，机械应力小，生产效率高的优点。除此之外，桨距比桨距要好，即桨距对于稳定机组的输出功率，提高机组的起动性能以及控制机组结构的负载负荷至关重要。同时，如果切入风速高于风速，Paddle羽化还可以保护风机，延长风机的使用寿命。然而，上述发展措施仍有待改善，因为变桨装置的增加将不可避免地增加失效的可能性，同时导致复杂的控制程序。
2.2风力发电机向无齿轮箱直驱式方向发展。与齿轮箱相比，无齿轮直驱永磁风力发电机要求发电机轴直接连接到叶轮轴。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这直接消除了对增速齿轮箱实时改变转子的转速和输出交流电频率的需求。这一重要作用，也反映了风电系统的高效率和高可靠性。作为世界一流的风力发电机组，无齿轮直驱风力发电机组主要采用低速多极永磁发电机和全功率变流器实现风电并网。实践证明，直驱风机的应用可以实现系统的高效率和高可靠性，因此具有广阔的应用前景。同时，永磁电机也表现出高能量密度，高运行效率和可靠性以及更高的成本。功能越低，这些发电机就会越久地占据国际市场。
3风力发电技术的基本趋势
3.1 风力发电容量逐渐增大。目前，风力发电的主要趋势是发电能力逐步增加，目前，风力发电基本在1兆瓦以上，最大容量达到5兆瓦。目前，德国，日本等发达国家已经开发了7兆瓦以上的风机，而美国正在开发10兆瓦的发电机。世界各国风力发电的研究趋势表明，未来50年风力发电能力将达到50兆瓦。
3.2逐步发展海上风电。目前，大多数风力发电是陆上风力发电，海上风力发电相对较少，然而，风力发电技术发达国家逐渐开始实施海上风力发电。海上风电的基本原理符合陆上风电的基本原则，但优势更加明显，海上风电设备的建设可以节约陆地土地资源，海上风量远大于陆上风量，风能得到充分利用，目前，中国海上风电尚处于研发阶段。
3.3不断提高发电效率。近年来，随着科学技术的不断进步，风力发电技术取得了重大进展，但从经济效益的角度来看，风力发电机组的寿命短，使用寿命往往不超过 二十年，风力发电发电设备成本高，日常维护成本高，整体成本高。因此，风力发电技术正朝着高效发电的趋势发展，通过技术设计的不断优化，通过改进风力发电技术，减少风力发电设备的负荷，提高发电效率。
4功率控制的有效策略
4.1功率控制的基本原理。风力发电功率控制的基本原理并不复杂。主要内容是有效控制风机在一定风速下的输出功率。当风速变化控制在一定范围内时，采用变速控制模式，通过建立模型分析函数曲线确定最优功率曲线，得到最大功率值。当风速在有限的风速和输出风速之间来回变化时，使用桨距调整来改变叶片的位置和桨距角，从而使额定功率保持连续。这种功率控制方法的优点在于，根据风速的大小，可以采用未使用的功率控制方法，最终目的是实现风力发电机的最大输出功率，保证风力发电机的稳定性。
4.2功率控制的运作流程。在风力发电控制的方法中，桨距控制是最广泛使用和最有效的方法，具体实施过程是优化风机控制系统，确定风速。当风速小于切入风速时，风机不作任何改变，但当风速在切入风速和额定风速之间变化时，变速箱向传感器发出信号 调整变化的力量，反之亦然。总而言之，构建了内部控制系统，并将额定功率用作常数来调节所产生的功率。
4.3风力发电机偏航控制。风力涡轮机偏航控制是风力涡轮机控制系统中非常重要的组成部分，偏航控制系统在工作中与风力涡轮机协作并且可以使风力涡轮机保持在迎风状态。这可以大大提高风力发电机组的发电效率，也可以保证风力发电机组的运行安全，风力涡轮机偏航系统分为主动迎风偏航系统和被动多风偏航系统。风力发电机偏航控制系统主要可以在风力发电变化时调整工作中的风力发电机，使风力发电机始终位于风向前方，最大限度地捕捉风能，风电 生成，机器的功率输出大大提高。
结束语
随着风电的广泛应用，风力发电技术不断发展，主要趋势是发电成本持续下降，发电量持续增加，海上风电风力发电逐步发展。为了实现风力发电的规模，有必要不断创新发电技术，实现风力发电的高效率。同时，在功率控制方面，要结合实际情况，不断优化发电机组内部机制，使风力发电产生的电力更加稳定和高效。
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论文作者:傅朋凯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：风力发电论文; 风速论文; 风能论文; 风电论文; 功率论文; 技术论文; 风机论文; 《基层建设》2018年第22期论文;