計算機在風力發電領域中的運用

郭磊

【摘要】：國家在快速的發展，社會在不段的變化，風能作為最常用的一種發電能源，已經成為最常見的發電方式之一。對于風電功率的預測，能夠有效提升風力發電系統的可靠性，并且實現我國風力發電的可持續發展。對于此，文章針對風力發電風電功率的統計與預測，對其未來的發展進行了分析，希望能夠為我國風力發電今后的發展提供強有力的支持。

【關鍵詞】：計算機；風力發電；故障診斷

引言

在能源和資源急劇消耗的今天，生態環境逐漸惡化，為了能夠謀求經濟可持續增長，大力開發新型清潔能源是十分必要的，受到了當前世界各國的廣泛重視。風能的出現，作為一種清潔新型能源，可以有效緩解能源危機，推動社會經濟持續增長。風力發電技術經過不斷的完善和創新，逐漸成為新型清潔能源中重要組成部分，增速處于第一位。但是，較之國外的風力發電技術而言，我國的風力發電技術水平還處于一個較低水平，尤其是在風力發電整體設計和調速調頻等技術還不夠成熟。故此，如何能夠有效提升風力發電成效，優化風力發電過程，加強風力發電控制技術分析是十分有必要的，加強對其研究有助于為后續工作提供參考。

1、風力發電現狀

眾所周知，風能是新時期大力推進的新型清潔能源，其優點有目共睹，但也具有不可避免的局限性。它的優點主要是沒有污染，永遠不會衰竭；但其局限性也較大，比如風力發電的穩定性比其他發電方式弱，且風能不能儲存，只能實地采取。因此，在我國風力發電的發展過程中也遇到了不少問題，主要問題是對電能、電網質量的影響較大，因為風的速度和方向變化隨機。這種隨機性會引起負荷和電能發生一系列變化。如果電網的規模較小，其穩定性多多少少也會受到影響；但如果電網規模較大，就會影響到電能質量。不僅如此，我國目前各大風力發電所的使用設備也有著不容忽視的局限性，它們的特性一般較為復雜，所以無法對其進行有效的風力發電控制。更重要的是，我國目前有兩種風電系統的模型，分別是線性模型和非線性模型。線性模型一般與傳統的控制方法相結合，它要想實現最大量風能捕獲，就要調節發電機的相關屬性，這種方法是較為簡單的。但與非線性模型相比，線性模型在工作范圍、環境等多方面都有很大的不同。

2、計算機在風力發電領域中的應用

2.1風能資源的調查與資料收集

風能是否能有效地轉化成電能，需要提前進行氣象觀察和對風能利用試驗進行評測。在很多情況下，氣象對風能利用率的影響非常大，針對不同地區不同的發電系統，需要有不同的方案，這樣才能取得最大的經濟效益。所以風能資源的調查和材料收集就顯得十分重要，在整個發電系統建立之前要進行多方面的資料整合，比如年風速、月風速、最大風速、風向以及改變頻率、氣象災害、溫度變化等，來確定建立時需要什么樣的發電機組，每一套發電機組的性能指標以及整個系統的運行模式。使用常規的儀器收集材料，不僅僅數據的處理量非常大，而且處理時間長，數據不夠精準，而計算機在這方面的運用大大提高了工作效率，讓數據更加準確。

2.2風力發電系統的數字模擬和性能測試

風力發電系統是在一個特定的大氣環境下進行的，對環境要求比較高。為了設計出可以與當地氣候相匹配的風力發電系統，獲到最優的運行方案，在設計的過程中需要對風輪機進行試驗檢測，制造和選定相匹配的大氣條件，利用計算機對風機進行數字化的模擬和試驗。通過計算機的模擬，可以調節風機的性能，而且大大節省了人力試驗的成本，通過計算機得到的數據更加準確，性能調試的誤差也可以降到最低。

2.3風力發電系統的監控及過程控制

在風力發電系統中，計算機可以進行監控以及網絡控制。眾所周知，風力的不穩定性給整個發電系統帶來了很多問題，風力的變化幅度大，而且頻率、方向都不一樣，所以發電機組的性能也需要隨時調節，以適合當時的氣候。當風特別大時，轉輪需要停止工作，防止超負荷運作帶來的損失。在風速變換的過程中，需要收集和處理參數，保證發電頻率的穩定性，及時調整運行的狀態。通過計算機進行隨時監控、自動化調整，通過不同的感應器將資料傳給計算機，計算機根據程序設置進行監視和控制，不僅僅提高工作效率，而且具有隨時性和可靠性，大量節省人力成本。

2.4風能資源的調查與資料收集

風能是否能有效地轉化成電能，需要提前進行氣象觀察和對風能利用試驗進行評測。在很多情況下，氣象對風能利用率的影響非常大，針對不同地區不同的發電系統，需要有不同的方案，這樣才能取得最大的經濟效益。所以風能資源的調查和材料收集就顯得十分重要，在整個發電系統建立之前要進行多方面的資料整合，比如年風速、月風速、最大風速、風向以及改變頻率、氣象災害、溫度變化等，來確定建立時需要什么樣的發電機組，每一套發電機組的性能指標以及整個系統的運行模式。使用常規的儀器收集材料，不僅僅數據的處理量非常大，而且處理時間長，數據不夠精準，而計算機在這方面的運用大大提高了工作效率，讓數據更加準確。

2.5風力發電容量未來發展預測

前文說到，我國風力發電起步比較晚，雖然如此，但是后期的發展卻非常迅速，我國風力發電技術發展受到了非常大的重視，并且專家、學者在風力發電預測這一領域也有了非常顯著的研究成果。研究主要涵蓋風力發電價值的預估、風電場模型與容量可靠性預測、風力發電機可行性與容量系數預測等。以上相關研究成果在統計意義方面都屬于長期預測預估，對風電場地址的選擇、規劃、投資、效益評估等方面奠定了扎實的基礎。

結語

本設計安裝并使用之后，通過設立在風力發電場中控室的監控主機，運行維護值班人員對風電場升壓站站內設備間以及風力發電機組的運行情況進行時刻監控，大大減少了運行維護人員的巡檢次數和工作強度，同時升壓站站內的運行設備和風力發電機組巡視的及時性提高到隨時巡視，同時本設計中報警設備應用、可視對講設備應用、門禁設備應用有效的保證了風力發電場站內變電設別以及風力發電機組的安全、穩定、可靠運行，大大提高了風力發電機組的可利用率，同時也降低人身傷亡事故的發生。

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