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摘要：目前，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国人民对电力能源的需求日益提升，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，本文就针对风力发电电气控制技术及应用实践做一些分析，希望能为风力发电的稳定发展提供有效参考价值。
关键词：风力发电；电气控制；应用实践
引言
现如今，科技无界限，电气控制技术已经越来越广泛地应用于风力发电行业。近年来，国家政策大力推进新能源建设，风力发电的相关项目也逐渐发展起来。但风电行业是一个比较复杂的行业，要想获得高效率的收益，电气控制技术在风力发电行业中的重要性也就随之显现。风能是一种新型能源，我们应该仔细考虑如何提高风力发电的整体效益。由此可见，研究风力发电电气控制技术的发展对目前我国的新能源发展有着极其重要的意义。在众多发电方式当中，风力发电与其他方式相比，可靠性较低，它受到周围环境的影响因素较大，比如大气压、温度、湿度等自然因素。所以，在进行风力发电时，我们必须考虑如何降低自然因素对发电的影响。风力发电效率的一个重要考量指标就是风能利用率。目前，一些规模较大的风力发电叶片厂商会把发电机组的叶片直径设置100m以上，这样可以最大限度地提高风能利用率。此外，风力发电周围的环境都很恶劣，专业的工作人员无法及时进行现场监控，所以，难以实现预期效果。为了实现对风力发电的合理监控，我们必须重视风力发电电气控制的远程监控。
1风力发电电气控制技术概述
就现实情况来看，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。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。
2风力发电的现状
2.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
2.2外界因素的不利影响
在风力发电系统的运行过程中，除了发电设备自身的故障问题会影响到发电系统的稳定运行，还存在着诸多外界因素的不利影响，主要包括有自然因素和人为因素。就自然因素来说，一般风力发电系统的建设都处于高水平面的地理环境，这些地方的温度、大气压、雷雨以及湿度等自然因素的变化较为极端，不仅会影响到风力发电系统的稳定运行，在很大程度上也会造成风力发电系统的损坏，严重影响到风力发电系统的正常运行。就人为因素来说，风力发电系统的控制工作具有较高的复杂性和专业性，若是工作人员不具备相应的专业能力和工作意识，在实际工作中很容易出现违规操作或疏漏操作，不仅无法有效保证风力发电系统的安全性能，也会造成诸多的不利影响，甚至是直接导致风力发电系统的故障问题。
3风力发电电气控制技术的应用
3.1变桨距发电技术
在风力发电的过程中，如果用于风力发电的机组出现输出功率不高的问题，风能的利用率因此也会下降，对发电的效果造成极大的影响，控制风力发电机组的风速功率显得尤为重要，而变桨距发电技术的应用就是专门解决这一问题的，通过桨叶角度的改变，确保风力发电机组在风速过高的时候得到有效的控制，进一步提高风能的利用率。另外，随着科学技术的发展，变桨距的扇叶在制造时所用的材料更加轻便，使得扇叶的重量有所降低，整体重量随之下降，对应的冲击荷载也下降了，这样的做法在运行中降低了事故发生的几率，控制工作变得相对容易了很多，但是也带来另一个问题，那就是变桨距在运转中，稳定性较差成为了新的需要解决的问题，失稳问题的出现，需要投入大量的人力物力，增加了人力和物力资源的消耗，相信随着不断提升的电气控制技术水平，这一问题终有一天会得到缓解，甚至是妥善的解决。
3.2变速风力发电
变速风力发电，顾名思义，就是打破了发电机原有的恒速运动，当风速大小不同时，风力发电机的状态就会得到改变，这样一来，就可以根据具体的风速来调整其运行过程中的各种不同状态，以此得到恒定的发电频率。运行状态根据风速的不同改变，当风速较大时，发电质量以及发电效率会受到功率的影响，为了避免功率过大对其产生影响，我们要及时调控风轮转速的一系列指标；在风速较小时，我们也要力求获得更多的风能来满足平稳的输出功率。更重要的是，我国不同地区的风速的大小是不同的，其变化规律也千差万别。随着技术的发展，我们逐步深入了对这一技术的认识。从现如今的发展趋势看，该技术是未来发展的重头戏。常见的变速风力发电技术主要有以下几类，有笼型异步发电机类、永磁发电机类、交流励磁双馈型、无刷双馈发电机类以及磁场调制型等。它们的主要特点是风能转换效率较高，可以实现较好的柔韧性连接。此外，它们还可以实现对无功功率、输出功率的独立调节，调节变桨距的过程也更加简单，但转速的运行范围依然较大，这些特点均可以有效提高发电机组的功率质量。
3.3主动失速风力发电技术应用实践
主动失速发电技术也可以称之为混合失速风力发电技术，该技术实现了上文所述定、变桨失速风力发电技术的有机整合，能够根据风速以及风向的变化合理调整桨距角，有着极高的能量转化效率。但是，该技术在应用的过程中极有可能出现较为严重的失速问题，会在一定程度上制约功率的输出，显然是不利于其发电过程电气控制的。
3.4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，我国技术人员研发除了定将失速发电技术，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。
结语
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。
参考文献：
[1]丁江流.风力发电电气控制技术及应用实践探析[J].科技创业月刊，2016（22）：142-143.
[2]邵金云.风力发电电气控制技术发展探讨[J].科技展望，2016（04）：93.
论文作者:郭宗信
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
标签：风力发电论文; 技术论文; 电气控制论文; 风能论文; 风速论文; 系统论文; 机组论文; 《防护工程》2018年第31期论文;