摘要：风力发电机组控制技术对于风力发电组的运行稳定性有着重要的意义。通过使用H∞鲁棒控制技术、滑模变结构控制技术、矢量控制技术、人工神经网络控制技术、模糊控制技术，提升了风力发电机组的运行效率以及运行稳定性，实现了对风力以及风能的最大程度的控制与捕捉，推动了风力发电机组向着智能化控制的方向发展。
关键词：风力发电；机组控制；方法分类；技术分析
引言
风力发电产业是我国新能源产业中的重要组成部分，有着良好的发展前景，所以要对当前风力发电存在的问题给予足够的重视，在市场建设上、技术发展上给予足够的支持，从而为风力发电产业营造一个良好的市场环境，为我国新能源技术的进一步发展奠定基础。
1我国新能源风力发电研究现状
面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，走可持续发展道路。能源方面的开发研究同样也是如此，可再生能源在高速发展的形势下面临着一系列制约产业快速发展的问题，要充分认识可再生能源发展的战略意义。对此，我国颁布了《可再生能源法》，其中体现出了我国对新能源研究发展的规划，预示着新能源会成为我国能源发展中的重要组成部分，自2006年起，历经了十余年的研究发展，我国风力发电水平越来越高，我国也逐渐成为了可再生能源大国。目前我国风力发电产业发展速度迅猛，无论是风力发电的增长率还是总装机量都在不断发展。我国对于风力发电所需要的一般零件都能够实现“自给自足”，但是励磁系统和一些对在技术方面要求比较高的元件仍旧需要从国外进口才能得到要求，因此我国还需要在这方面继续发展，才能够进一步提升风力发电能力。
2风力发电机组控制方法的分类
2.1基于失速型的分离发电机组
该种发电机组在使用种类方面的数量较少，常见的有两种类型，一种是定桨距失速型，另一种是变桨距失速型。在这两种类型应用过程中，定桨距失速型主要是将风轮叶片中的失速作用展示出来，进而实现对风力发电机在风力较大的状态下，实现功率的准确控制，之后利用该机型之中的叶尖扰流器，对极端状态下的停机问题进行有效修复。站在变桨距失速型发电机组应用角度来说，与定桨距失速型存在很大的差异性，该种发电机组主要是利用低风速下的桨距角实现对输出功率的全面控制，通过叶片桨距角的改变来提升对功率输出的控制力度。
2.2双馈变速恒频型风力发电机组
该种类型的发电机组可以实现对叶片桨距角的全面调节，还可以利用具备变速功能的双馈性发电机，实现恒频恒压状态下的电能输出。如果整个风速比额定风速还要低，则该种类型的发电机组便可以通过叶片桨距角以及转速变化，将发电机组的整个运行状态改善，确保输出始终保持在最大状态。如果风速超过了额定速率，人们可以通过叶片桨距角的改变，将发电机组的功率控制在额定功率范围之内，这样一来，整个风力发电机组将会得到有效控制。
3风力发电机组控制技术的分析
3.1H∞鲁棒控制技术
H∞鲁棒控制技术的理论基础为Hardy空间。在具体的使用中，通过对个别性能指标相应的无穷范数进行优化，能够对具有鲁棒性能的控制器进行获取。H∞鲁棒控制技术实现了对多变量问题的处理与解决，并在相对严格的数学基础上，完成了对在建模初期存在着的误差进行解决。在风能激励过程中，H∞范数为最小，控制系统输出处于最稳定的状态。同时，通过H∞鲁棒控制技术的使用，能够确保风力发电机组依照前期设定的轨迹进行稳定的运行。可以说，对于风力发电机组来说，H∞鲁棒控制技术是一项必不可少的基础技术。当风力发电机组处于风速、风向均不稳定并且变化较为频繁的条件下，H∞鲁棒控制技术的使用能够实现对风力发电机组中变速恒频风力发电系统的更好控制，使得该系统能够对风能进行快速的跟踪，保证并提升了对风能的捕获率以及利用率。
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3.2滑模变结构控制技术
风力发电机组是一种非线性的系统，在实际的运行过程中，有着复杂且多变的特性。当在实际运行的过程中，发生了风向变化、风力改变或是负载的情况时，风力发电机组的稳定运行就会受到影响。而滑模变结构控制技术就能够实现对这一问题的控制。对于滑模变结构控制来说，由于其性质为开关型控制，所以有着不连续控制的特性。在实际的使用中，通过对系统进行预设，就能够确保在满足预设条件的情况下，系统的滑模运动被限制在特定的空间内。由于其在实际的操作中较为简单、且反应的速度较快等优势，被广泛的应用于风力发电机组中。
3.3矢量控制技术
在风力发电机组中，使用矢量控制技术能够实现对风能跟踪的最大化，还能够实现有功功率以及无功功率的独立解耦调节，对于风力发电机组的运行来说，矢量控制技术的使用有着重要的意义。对于基于矢量控制技术的系统来说，由于其具有较强的适用能力以及抗干扰能力，所以能够在短时间内完成稳定性控制。现阶段，矢量控制技术更多的被应用于双馈型风力机组中，但是该技术的使用会对无功补偿量的大小进行限制。
3.4最优控制技术
在风力发电机组的实际运行中，由于其普遍处于干扰较大、风速频繁变化的非线性环境中，所以无法使用数学控制的方式完成对风力发电机组的控制。基于这样的情况，相关工作人员使用了最优控制技术完成了对风力发电机的控制。在最优控制技术中，利用线性化模型的设计以及工作点的寻找，结合大范围的反馈完成的精确解耦线性化，能够实现对风力以及风能的最大程度的控制与捕捉。对于风力发电机组运行中存在的输出矛盾，基于最优控制技术的系统能够更好的处理与解决，同时，基于最优控制技术的系统能够对由于线路故障造成的电压扰动进行抑制。
3.5人工神经网络控制技术
人工神经网络控制技术是现代智能技术中较为重要的一种技术，也是在多种控制系统中普遍使用的一种技术。对于人工神经网络来说，能够通过对人们学习、决策等行为的模拟，实现了对相应系统的拟人控制。对于风力发电机组来说，通过使用人工神经网络控制技术，能够对环境中不断变化的风能进行准确的捕捉，促进了风力发电机组向着智能化控制的方向发展。通过在风力发电机组中使用人工神经网络控制，能有实现对风速的合理预测，提升了风力发电机在不稳定环境中运行的稳定性。
3.6模糊控制技术
模糊控制技术以模糊推理及语言规则作为基础，能够避免受到非线性因素的影响。在风力发电机组中使用模糊控制技术，能够显著的提升风能的使用率，同时，还能够跟踪最大功率。对于风力发电机组来说，模糊控制技术的使用推动了其向着智能化控制的方向发展，优化了风力发电机组的控制效果。例如，在变桨距并网型风力发电机组中，通过模糊控制技术的使用，能有对风力机转速进行控制，并对抖振现象进行了降低，提升了风力发电机组的运行效率。
结束语
综上所述，传统能源在应用上具有不可再生等特点，无法保证人类的可持续发展。因此，通过风力发电机组的作用，人们可以实现对风能这种可再生清洁能源的高效利用，避免为后续发展带来更大压力。风力发电机组可以将风能转化成电能，并在各种现代技术的配合下，实现风力发电机组的高效控制，最终提升风能的利用率。
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论文作者:孙博
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：技术论文; 风力发电机组论文; 风能论文; 风力发电论文; 机组论文; 风速论文; 神经网络论文; 《电力设备》2019年第4期论文;