風力發電對自動化的要求與風力發電信息系統的應用

武文杰 國華（巴里坤）新能源有限公司

風力發電對自動化的要求與風力發電信息系統的應用

武文杰 國華（巴里坤）新能源有限公司

在社會經濟迅猛發展的作用下，現代自動化控制技術水平的更新也是日新月異，人們身處信息化發展時代，已經開始越來越地享受著現代自動化控制技術和信息技術為人們生活所創造的諸多便利。與時代發展緊緊相隨的是能源形勢的越發嚴峻，為了從容應對生態能源急劇消耗下對社會發展帶來的挑戰，風力發電技術的探索和開發已被整個國際賦予了高度重視。風能作為新能源的重要組成，具有著可再生特點并且污染低，由此成為了最具潛力和發展前景的最大商業化能源之一。本文以此為出發點，深入分析了風力發電對自動化的要求與風力發電信息系統的應用。

風力發電；信息系統；自動化

引言

我國近些年的自動化控制技術水平以及信息技術水平在急劇提升，應用范圍正在不斷擴大，在風力發電當中的應用算是一種回歸，也正是自動化控制技術以及信息技術的發展和推廣，為風能的進一步廣泛應用與認同提供了更強勁的動力。利用風能源進行發電，具有成本低、動力足與無污染的鮮明優勢，風力發電對自動化的要求也憑借著技術的支撐力進一步促進著我國風力發電技術信息化水平的提升。

1.風力發電技術概述

風力發電技術屬于新能源應用背景下的重要技術之一。風能就是以風力為主的能源開發，作為一種新型的可再生且綠色無污染的能源，其應用范圍于近些年社會經濟發展的作用下始終處于不斷擴大的進程當中[1]。風力發電作為對風能進行利用的重要手段，雖然技術水平較高，但依然存在著電力儲存方面的局限性問題，風力發電對自動化以及風力發電信息系統的應用要求不斷增加。當前，能源市場的競爭態勢愈演愈烈，市場范圍已經拓展到了整個國際，風能憑借著諸多優勢性特點逐漸被賦予了高度的重視和廣泛的認同。從風能的特點來看，大多存在于陸地和近海區域，資源相對豐富，可供開發的潛力巨大；加之風能作為一種自然現象更是具有取之不盡用之不竭的特點，但凡有氣壓差值的存在，則將會因空氣的流動生成風能，同時還具有無污染的特點[2]。

2.風力發電機對自動化的要求

風能屬于隨機性較大的一種能源，風能受到季節的影響相對較大，屬于自然界不可控制的能源。所以風力發電機組運行過程中，需要實現發電機、電力能源存儲以及電力能源輸送的自動化控制。建立起風力發電自動化控制系統對于整體的風力發電具有重要意義[3]。

2.1 風力發電機的自動化控制

在風力發電系統中，發電機的自動化控制作用無可替代，實為整個發電過程中作用于機械力向電能轉化的核心自動控制驅動力量。早些時期的風力發電雖然也需要依賴于自動化的發電機系統，但當時的發電機系統對于電力輸出的穩定性卻并不高，對于風速的控制經常容易出現失速或者主動失速情況，難以保證輸出電荷的自動控制平穩傳輸，自然也就難以充分滿足社會生產與人們日常生活的實際需求，因此在現代化科技發展的今天已經被淘汰。最新的發電機自動控制系統擁有著更先進的技術支撐，恒頻變速發電機自動控制系統在電力電子變換器和多級同步電機共同組成的變速變槳距離調節系統直接實現了風力發電機系統優化[4]。

2.2 電力存儲自動化控制

電力存儲自動化控制對于風能發電至關重要。風能雖然能夠作用于風力發電，但畢竟風能無法被儲存，同時風能又具有一定的不穩定性，風力發電的穩定性也就難以被有效保障，電力系統的正常供應便會由此受到影響。因此，風力發電系統的運行尤其是相對偏遠的發電站，更需要保證儲電池通過自動化控制，能夠具有更大的電力儲藏量和更穩定的性能。當前，適用于自動化的電能存儲主要采用脈寬調制技術、功率MOSFET和IGBT等現代化高科技電子產品，能夠直接作用于儲電池的自動化控制，使之大幅提升電力存儲能力，有利于保證風力發電和電力供應的自動存儲穩定性[5]。

2.3 電力輸送自動化控制

風力發電場地的選定通常具有極其嚴格的限制，一般都遠離城鎮坐落于偏遠地域，因此，如何在風力發電廠將生成的電能高質量傳輸到用電區域也就成為了一項至關重要的技術要素。當前，用于風力發電的電力傳輸自動控制模式主要以交流輸電為主，但一些問題依然不能回避。時至今日，現代科學技術的發展促成了以HVDC自動控制技術為主的新型輸電方式即高壓直流輸電方式，該自動控制技術的主要優勢表現為具有可異步聯網、成本低廉、高性價比、結構優越和適應力強等特點，更于近些年在GTO和IGBT等技術的作用下使輸電性能得以穩步提升，電力自動控制下的傳輸效率也由此大幅提高[6]。

3.風力發電信息系統的應用

3.1 風力發電信息系統的分析

發電信息系統系統是現場總線型控制系統的簡稱，其與DCS控制系統的區別在于，其利用了現代智能技術及自動化體系的融合，并配合通信網絡組建成全新的地機械電能控制裝置。該裝置兼具智能化控制、自動化管理等特征，是比DCS技術更加低耗降成本，并具有靈活性和簡單操作性的控制系統。而且，從現階段的實際應用中不難看出，風力發電信息系統系統更符合現代機械電力控制裝置應用的需求，其功能擴散范圍大，操作具備優勢，相較于DCS控制系統擁有更多的優勢。

3.2 風力發電信息系統的功能

風力發電信息系統的功能主要是對風力發電信息的管理，傳統時期的風力發電信息系統一直存在此方面技術的困擾，直到現代信息管理和控制理論的生成，為風力發電新型信息系統控制水平的提升提供了有力地支撐，能夠直接作用于復雜風力發電數據和信息的整合，使得風能的信息收集和整理效率不斷提升，電能的品質也因此而改善，實現了整體電功率的最大化。

4.結語

綜上所述，現代科學技術的迅猛發展，促進了我國風力發電自動化控制的水平的提高，風力發電信息系統的應用技術水平也在不斷提升。基于風力能源的發電系統的普及，使自動化技術以及信息技術在其中的應用成為了必然趨勢，對于保證發電系統的穩定性和實效性具有積極有效的作用。

[1]劉繼承.風力發電對自動化的要求與風力發電信息系統的應用[J].科技與企業，2012，04:69.

[2]溫春雪，張利宏.三電平PWM整流器用于直驅風力發電系統[J].高電壓技術，2011，01:191-195.

[3]李伯頤，蔣傳文.風力發電及其信息自動化管理系統[J].自動化儀表，2012，11:12-15+20.

[4]李偉，涂樂.風力發電中液壓技術的應用研究[J].液壓與氣動，2013，03:1-9.

[5]李輝，薛玉石.并網風力發電機系統的發展綜述[J].微特電機，2011，05:55-61.

[6]黃守道，佘峰.三點比較法在風力發電系統中的應用[J].控制工程，2012，06:764-767+779.