风力发电电气控制技术及应用刘静宇
发表时间：2019-03-29T15:19:42.880Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：刘静宇孙海涛[导读] 摘要：风力发电电气控制技术在提高风能转化为电能的效率，提高其稳定性中发挥着重要的作用，必须加强相关技术的优化与开发工作，促进风力发电电气控制技术的发展。
（中广核苏右风电场内蒙古锡林郭勒盟 011299）
摘要：风力发电电气控制技术在提高风能转化为电能的效率，提高其稳定性中发挥着重要的作用，必须加强相关技术的优化与开发工作，促进风力发电电气控制技术的发展。
关键词：风力发电；电气控制技术；应用
引言
随着我国国民经济水平的不断发展，再生能源的发展在国家未来发展规划中起到重要作用，利用风力进行发电技术则是充分利用自然条件进行再生能源建设的有利途径，解决我国风力发电中遇到的诸多问题，大力支持风力发电技术，政府部门也要给予风力发电产业相应的政策扶持，使我国风力发电电气控制技术得到快速发展。
1风力发电和电气控制技术简介
风力发电就是把自然界的风能转换成电能，对于风能的利用其实很早就开始了，它是一种蕴藏量巨大、清洁环保的可以再生的能源，这对目前能源紧张、污染严重的的现状而言，是极其难得的，将其利用到发电过程中，不仅实现了资源节约的目的，还达到了环境保护的效果，因此颇受世界各国的重视，在我国也得到了较快的发展，但是风力发电最大的问题是它的可靠性还不是很强，这与风力发电受环境、气压、气温等自然条件的影响是分不开的，所以为了解决这一问题，将电气控制技术应用到风力发电中，利于提高发电的可靠性。电气控制技术将多个电气原件进行组合，借助其控制某个对象或某些对象，以使被控的设备在运行时能够更加安全、可靠。目前，这一技术在发电领域得到了较好的应用，使得发电的整个运行过程得到了较强的控制，成效十分显著。 2我国风力发电存在的问题
2.1我国风力发电产业链欠缺
风力发电行业的快速发展，与之相对应的产业链建设需求紧迫，从目前我国风力发电行业的发展形势分析，在风电机组组装过程中，所需的核心部件大多是从国外引进的，例如，电气编程控制系统、集电环等部件；而在我国，仅仅能提供电气零件这些配件设备，就我国目前的产业链发展水平来看，离整机组装并设计机组的能力还差很远，而对于风力发电产业链的辅助技术，如运输、监控、检测修理等方面都不能达到系统的一个体系，这些因素为风电行业发展增加了阻碍。
2.2我国风力发电的电力输送困难
在我国，风能产生丰富的区域大多分布在山谷以及平原这些地处偏避且开阔的地方，而风力发电厂也都设立在这些区域，如何将电能输送出来是需要解决的问题，要想将电能输送到需要的地方，就需要大量组建电网，而组建全新的电网设施，不仅仅需要人力物力，同时也需要大量的时间，这也就使得组建电网的速度远远滞后于电能产生的速度，出现风力发电厂发出的电能输送不出去的现象。
2.3国家政策对于风力发电支持不够
建立风力发电厂需要足够的资金作为支持，在我国，风力发电投资的路径有限，国家对于风力发电的政策扶持不到位，没有相对应的优惠政策，在风力发电行业中的银行贷款条件远高于其他行业，面对这些有限的条件，只能组建规模较小的风力发电项目，也就阻碍了风力发电技术的发展，不利于风力发电项目的广泛推广，使得风力发电的价格持续提高，很难运用到人们的工作和生活中。
2.4风力发电受外界因素的不利影响
一方面是自然因素，这是不可避免的，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。
2.5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。 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定桨距失速发电技术
这一技术的应用有效结合运用了传统发电技术和新型发电技术，更好的确保了风力发电系统的运行轨迹，有效提高其的稳定性。因为在发电过程中发电机组需要并网进行工作，这对发电机组的稳定运行提出了更高的要求。定桨距失速发电技术借助叶片比较复杂的构造实现对发电机组功率的控制，同时叶片还存在重量大、体积大等情况，这都要使得在发电的过程中，消耗大量的无用功，对发电机组的运行效率极为不利，使运行效率无法得到保证，这一技术的应用受到了很大的限制，只能在风力等级低的小风环境中应用，在风力等级高的大风环境中还没能得到应用，这也成为了以后重要的研究方向，拓宽其应用范围。
