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摘要：随着我国社会经济的持续发展，我国人民对电力能源的需求日益提高，为了满足社会发展的能源需求，我国相继研发了各种能源生产技术，期望以此改善我国能源的供应环境。而风力发电技术作为电力能源技术体系的重要组成部分，其中的电气控制技术将直接影响到风力发电厂的稳定运行。鉴于此，本文分析了我国风力发电发展过程中存在的问题，探讨了风力发电电气控制技术的发展策略。
关键词：风力发电；电气控制技术；发展策略
引言
风能作为现今主要的新型清洁能源之一，虽然有着较为广泛的应用价值，但是在其应用过程中也需要克服较多的难点。由于风力发电是一个持续性的过程中，且风速、风向等都不可能长时间为此在恒定状态，故其发电质量多会存在一定的问题。再加上风能应用相关技术依旧有待进一步开发，所以其在现实中的应用仍然存在不小的局限性，为此应当将电气控制技术与风力发电技术进行有机整合，以此进一步提高风力发电的应用价值。
1风力发电现状分析
众所周知，风能是新时期大力推进的新型清洁能源，其优点有目共睹，但也具有不可避免的局限性。它的优点主要是没有污染，永远不会衰竭；但其局限性也较大，比如风力发电的稳定性比其他发电方式弱，且风能不能储存，只能实地采取。因此，在我国风力发电的发展过程中也遇到了不少问题，主要问题是对电能、电网质星的影响较大，因为风的速度和方向变化随机。这种随机性会引赖荷和电能发生一系列变化。如果电网的规模较小，其稳定性多多少少也会受到影响；但如果电网规模较大，就会影响到电能质量。不仅如此，我国目前各大风力发电所的使用设备也有着不容忽视的局限性，它们的特性一般较为复杂，所以无法对其进行有效的风力发电控制。更重要的是，我国目前有两种风电系统的模型，分别是线性模型和非线性模型。线性模型-般与传统的控制方法相结合，它要想实现最大星风能捕获，就要调节发电机的相关属性，这种方法是较为简单的。但与非线性模型相比，线性模型在工作范围、环境等多方面都有很大的不同。如果采用传统的控制方法，就无法满足风力发电过程中的各项需求，也就会阻碍我国风力发电的发展。
1.1风力发电系统的设备还不够完善
主要表现在很多风力发电系统在建设时，比较重视起核心功能的设备，而忽视了起辅助功能的设备，造成诸多功能作用得不到充分的发挥，影响其发电，同时也不利于电气控制作业。非线性模型复杂性极高，技术运用还不够成熟，电气控制工作受其阻碍，而线性模型虽已成熟，但工作范围和环境都有局限性，传统的电气控制技术满足不了风力发电的需求，对风力发电的持续发展不利。
1.2风力发电受外界因素的不利影响
一方面是自然因素，通常情况下，风力发电都会选择高出水平面的地理环境，提高风力发电的效果，但这也就使风力发电的运行会受大气压、温度、雷雨等自然因素的影响，这些自然因素变化较为极端，不但稳定性受影响，还会使发电设备受到损坏，另一方面是人为因素，风力发电电气控制工作需要工作人员有较强的专业能力和工作意识，因为这是一项复杂性和专业性较高的工作，工作人员素质达不到，操作要么违规，要么疏漏，不仅安全性能无法保证，还会直接导致故障问题，影响其发电。
2风力发电的利与弊
2.1 风力发电的弊端
风力发电作为可再生能源，也存在一些弊端，首先，我国在风力发电的研究中，科技人才匮乏，自主创新能力不足，对于风电的教育不够完善，基础设施建设投入运营不足，大部分的风力发电依赖于国家的补贴和奖励，而且国家的风机制造商技术不足，大多依赖于外国，自身能力不够，而且单机额定功率相对较小，大大的浪费了风力的资源和土地的资源，而且风力发电声音较大，容易产生噪音，造成视觉上的污染；再者，风力发电要占用大面积的土地，既不可控又有一定的不稳定性，对于地理位置还有一定的要求，也会在一定程度上干扰到鸟类，风力发电属于新能源，所以设备也不够完善，社会保证制度也不够完善。
2.2 风力发电的优点
随着市场经济的不断发展，我国的风电设备也日趋进步，风力发电属于清洁能源，大大的降低了生产成本，成本已低于发电机，风力发电是可再生能源，属于环保能源，它非常的清洁，对于环境效益非常好，既可再生又永不枯竭，风力发电在为经济增长做贡献的同时，又可以有效的缓解空气的污染，并且技术也相对成熟，还可以为节能减排做出贡献，风能作为洁净的能源，在我国的发展前景非常乐观。
3风力发电电气控制技术概述
目前，风力发电与其他发电模式相比存在较强的不稳定性，很容易受外界各类因素的影响，例如风速、风向、大气压强、温度等，所以在电气控制技术应用的过程中，应当以此入手，进一步克服外界因素对风力发电过程的干扰。另外，为提高风能发电的效率，必须对各类风能发电设备对风力的利用效率进行系统的分析，提高其能量的转化率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如我国在综合考虑风力发电叶片荷载、稳定性及其风能利用率的基础之上，将风力发电机的叶片长度范围设定在 60至 100m 范围之内，转化效率极高。此外，由于风力发电设备运转的环境大多都较为恶劣，所以在设备检修与维护上如果单纯的依赖人力完成相关操作显然是不现实的，为此，应该合理融入远程遥感控制技术等，以此全面提高风力发电过程电气控制的实际成效。
4风力发电电气控制技术的应用分析
很早以前，我国就已经对风能发电开始利用了，但在初期的发展中主要是以示范形式、分散形式以及小规模试验等形式为主，直到上个世纪 90 年代开始才逐渐开始建设规模化的风力发电场。在1976 年我国的浙江省泗礁岛电网就首次运行了国产第一台 18 万 kW 的风力发电机组，山东荣城在 1983 年时引进了 3 台风力发电机，随后在全国范围内的各个省市都相继引进了不同型号的风力发电机。早在 2004 年我国新装风力发电机就已经达到了197MW，其中新疆、内蒙古以及辽宁等地是目前国内风能利用效率最高的地域，这离不开当地良好的风能条件和政府的支持。
4.1 变桨距发电技术
变桨距发电技术的主要目的就是通过改变桨叶角度对风力发电机组的风速功率进行控制，以此确保风力发电机组存在过高风速的时候能够得到有效控制。同时，在我国科学技术的不断发展背景下，变桨距的制造材料也出现了较大变化，在材料选择中逐渐倾向于轻材料，使得变桨距的整体重量逐渐降低，整体重量的减少不仅能够有效降低运行事故的发生几率，在很大程度上也给控制工作带来了便利条件。但是在变桨距发电技术的应用过程中，变桨距的运行稳定性较差问题一直无法得到有效解决，这就极大增加了人力资源和物力资源的消耗，相信在我国科学技术的持续发展下，其运行问题会得到有效解决。
4.2 定桨距失速发电技术
一般在发电机组的设置过程中都要进行并网，这对于发电机组的稳定运行有着决定性的影响作用，为了提高发电机组的作用率，我国技术人员研发了定桨距失速发电技术，并将这项技术应用到实际的风力发电系统中，使传统发电技术和新型发电技术得到有效结合运用，最大化确保了风力发电系统的运行轨迹。同时，定桨距失速发电技术的主要目的就是控制发电机组的功率，这就反映出定桨距的本身构建极为复杂，而且还存在着高重量和大体积等情况，在这种情况下就无法保证发电机组的运行效率，所以在一些风力等级较高的风力发电系统中并未采用这项技术，而这也是技术人员的重要研究方向。
4.3混合失速发电的应用分析
混合失速发电技术具有一定的主动性特征，即这种电气控制技术能够在风力因素的变动状态下自主进行调节活动。而混合失速发电技术装置中所特有的桨距角能够在外部条件变化的过程中，实时感受到外部风能的速率以及可捕获的实际状态。但就目前混合失速发电技术的发展程度来看，该技术在稳定发电功率的过程中还明显存在着欠缺现象，即失速现象。失速情况下，发电站便很难稳定固定时间段内的发电收益，因此这种电气控制技术对于发电站的长远技术收益而言，明显不具有长效的维护特征。而相关技术人员若要坚持利用混合失速发电技术的可调节优势，就应该在应用的过程中尽可能弥补一些技术缺陷，从而利不间断的维护手段来提升整个失速发电电气控制技术的高效性特征。
4.4变速风力发电技术应用实践
该技术基于变速运动原理，能够打破电机原有恒定速度运转对风能转化效率的影响，进而其发动机组能够根据风力的变化及时调整其运转速率，可以有效提高发电过程的稳定性。该技术的应用，能够使发电机组运转速率实现动态化的转变。比如在风数等级较高时，能够根据有效实现对风轮转速相应指标的高效控制，这就可以避免由于功率过大所导致的过电压问题，可以进一步保障其电机组运转的稳定性。而在风速等级较低的情况下，其能够根据风力特征，通过调整浆角等方式，尽可能的实现对风力的捕捉，进而保障其实际需求。该技术的应用打破了传统单一模式电气控制的束缚，提高了风力发电过程中电气控制的实际成效。由此，不难得出，变速风力发电必然是未来风力发电的重要发展方向，我国相关人员也需要注意这一点，以此保障该类技术的应用效果。
结束语
综上所述，根据全球能源供给现状，必须加强对新型清洁能源的开发。而就风力发电来看，为提高其电能转化效率，提高其发电过程中的稳定性，必须从风力发电电气控制技术入手，并结合其应用实践过程中所存在的问题，切实落实对相关技术的优化与开发工作，进而发挥出该技术经济价值与社会效益的同时，为风力发电电气控制技术的发展打下坚实的基础。
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论文作者:王明明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/3
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