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摘要：风能发电技术是一种环保、无污染的新能源开发技术，利用风力取之不竭、用之不尽的特点，来应对当前日趋枯竭的能源环境。自上世纪七十年代以来，世界上的国家就逐步开始对风力发电技术进行研究，上世纪末，风力发电技术的发展速度令人侧目，世界上风力发电装机容量逐年上升。本文针对风力发电及其控制技术开展研究。
关键词：风力发电技术；控制技术；发展
中图分类号：TM614 文献标识码：A
引言
我国风力发电技术水平在不断提高，但是仍旧有许多问题亟待解决，所以要正视目前风力发电技术存在的问题，积极争取社会各方的支持，在原有的基础上不断突破创新，投入一定的资金，不断完善相关政策，从而实现风力发电技术的良性发展，让风力发电技术真正成为我国电力供应的主流技术。
1、我国风力发电技术发展的现状
1.1 我国风力发电的产能现状
我国20世纪实现了对小型发电机的自主研发和批量生产，缓解和满足了农牧民和岛屿地区人们的用电需求。东部沿海地区风能资源丰富，目前许多重大的风力发电设备主要就建于东部沿海地区，很多风力发电设备建于重大的跨海大桥周边，其他主要分布于多风能的丘陵地区。当然，我国风电事业也不是一帆风顺的，前些年由于风电行业的无序发展导致一系列的问题，例如风机事故、弃风限电现象以及产能过剩等问题。之后国家要求各地区相关部门在审核风电项目时，要提交申请给国家能源局，有效地遏制了地方政府无限制风能资源开发，也解决了风能过剩的问题。近两年，部分经营不好实力较弱的风电企业退出市场，我国风电行业走向成熟化，并实现稳定发展的业态。
1.2 目前的风力发电技术方面发展现状
我国目前的风力发电技术主要还是来源于西方先进国家，所以，我国的许多风力发电设备仍处于从国外购入阶段，缺少自主生产重要核心部件的能力。此外，我国风力发电技术单机容量日益增大；风力发电优势很多，虽然前期投入成本较高，但运营成本较低，市场化前景广阔。使沿海地区的可再生能源利用不断提高，降低了对于化石能源的依赖，减少了污染性气体的排放量。
2、我国风力发电技术发展所面临的障碍
2.1 风力资源的分布不均匀
我国虽然风力资源丰富，但是其分布却十分不均，主要集中在西北地区、华北北部、东北地区及东南沿海地区，其他区域就十分有限。由于分布的不均匀性，造成了能够进行风力发电的区域需要面临远距离输电的问题。风力分布的不均匀性，同时也造成了一些电能消耗高的地区无法得到相应的电力供应。风力的资源匮乏的地区自然也无法在风力发电技术有所发展，造成的技术发展的不平衡。另外，部分地区由于传统资源优势，对风力发电并不重视，忽视环境资源保护，这些地区即使有风电资源，也没有得到充分的开发利用，从长远来看，也应该对这些地区进行教育和布局，让清洁能源更多地在这些地区使用。
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2.2 风力发电技术在安全方面存在不足
风力发电不同于传统的发电方式，在安全性方面仍存在着隐患。风力发电设备就是其中的一方面，风力发电机体型巨大，如果倒坍后果难以想象。还有就是风力发电的电力运输，同样存在着安全问题，因为相应的电力运输技术和设备并不完善，仍需要大量的时间和资金的投入去解决。风力发电同时也还缺少相应的管理人员，目前还空缺着许多有经验的风力发电管理人才，应该加强电力人才的培养，不断引进优秀的电力方面技术人才，使我国风电事业的发展得到长久的保障。
2.3 风力发电的市场化水平低
风力发电虽然已经有一定的发展时期，但在和市场对接方面仍处于起步阶段，商品化程度依旧很低。风力发电在商品化这一方面仍需要长时间的发展，才能有一台完善的市场机制。相应的市场化人才也是不可或缺的，风力发电需要的商品化人才依旧处于空缺阶段。国家和社会仍需要投入大量的人力物力财力发展相配套的设施和人员。
3、风力发电的控制技术的发展策略
3.1风力发电机组控制技术的发展
（1）风力机得到的风能是不能控制的，有些随意。因为平时的风速的方向和大小受大气和地形的影响而变得随机和难控制。（2）风力发电机组的的的风轮有很大的惯性，因为它的叶片直径在一定范围内，更好地利用了风能。（3）自动控制在多方面也能更好地被利用，比如在风力发电的并网和脱网时。（4）风力发电所需的风力所在的地方都是比较偏远的，一般在海边，工作人员想采用无人近距离的监控的方法来控制比较随机的风力，这就需要风力发电机组变得更好。
有些技术在应用到风力发电的的领域后，其它的控制技术也在不断的发展。并且，控制方式也不再单一，向着多方面发展。定桨距型风力机就是桨叶与轮毂的连接是无法改变的。当风速高于额定风速时，用失速特性，限制发电机的功率就是失速性。而失速特性是气流的攻角达到一定时，就会有涡流。失去调节型有许多优势，因为外界因素改变输出功率时，利用桨叶的被动失速调节不做任何控制，极大地简化了系统。但是它的叶片很重，有些部件所受的力有些大，所以风力发电机组的效率很低，也会造成重要的部件被损坏。
近年来，我国找到了一种新型风力发电系统，也就是变速恒频风力发电机组，它的很多性质都不受到外界影响。它同恒速风力发电机组比较，其优势是能在风速低时跟踪风速变化，在使用过程中可以更好的使叶尖速比达到适中，在风速比较快时，可以使机组正常地运作。前者用变桨距调节和励磁控制使得正常运作。在风机发电控制技术发展的进程中，输出功率比额定功率大时，机组就会利用风速来改变发电机的转差率，达到最优的叶尖速比。该机组的优点是使额定功率得以保证并且输出功率趋于稳定状态。
3.2风力发电机组控制策略的发展
风力发电需要风能，但是风能比较随机它的大小和方向不可控，就会使得叶片改变方向，叶尖速比也达不到标准。风力机的效率也会降低，输入功率也会受到影响，更严重的，会使得其不稳定。风力发电机组的部件有柔性，可以减小压力，不过，会使系统变得复杂会使有的模块震动。现如今，控制器有两类，一是传统控制，二是现代控制。前者的基础是数学模型，可以更好的提高风能的利用率。但在变化过快时，就没办法发挥到最好。
3.3现代控制方法
现代控制方法有更多，比如鲁棒控制，它可以解决多变量问题，使误差减小，变得更准确。而变结构控制可以很快回应，步骤简化，能更好地实施。这就使得它普遍被使用的原因。还有模糊控制，是智能地控制，它不需要数学模型就可以排除干扰。解决了数学模型不容易得到的问题，这种控制方法也被学者注意起来。人工神经网络是利用工程技术去模仿人的脑神经元的特点和构成的一种系统，人们用人脑神经元建立各种各样的扩展结构和网络神经，从而建立一个生物网络神经的仿真版，为控制风力机在风速较低时的距离，可以采用网络神经的学习特点。
结束语
近年来，我国的经济发展速度加快，人们在生产生活中需要越来越多的能源和资源，但是能源和资源是有限的，所以科学界陆续研发新型能源。而风能是可再生性能源，它在我们国家的运用较为普遍，其开发的难度较小。另外，风能给环境带来的污染是很小的，不需要投入太多的成本即可产生较大的能量，具有较好的应用前景。从现阶段一些专家学者对风力发电的研究来看，风力发电的主要研究内容是发电机的制造以及风机的管控，如果要充分发挥风力发电的作用，就应该对风力发电技术深入研究。
参考文献
[1]赵若焱.风力发电及其控制技术新进展探究[J].内燃机与配件,2018(13).
[2]李志伟,徐成鑫.关于风力发电电气控制技术发展研究[J].中国科技纵横,2017(01).
[3]许绍翰.论风力发电技术的发展及关键问题[J].决策探索(中),2017(12):87-88.
论文作者:冯彦明
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：风力发电论文; 风力论文; 风能论文; 技术论文; 风速论文; 我国论文; 地区论文; 《中国电业》2019年第09期论文;