風力發電中電力電子技術的應用

李雅倩 茹意 何瑤

摘要：21世紀是一個創新開發新能源的時代，我國對于新能源不斷探索研究的過程，也為我國經濟鋪設了一條可持續發展的光明道路。風力能源作為我國目前可再生清潔能源的代表，具有廣闊的發展空間。以風力能源基礎而建立的風力發電系統有效的節約了我國傳統電能發電的資金成本，為我國的經濟發展邁上更高層次的舞臺提供了一個跨越式的高階梯。然而，我國的風力發電系統因為還處于逐步完善的發展階段，部分功能還有待開發，在發電的過程中，經常會出現不穩定的情況。所以，這些問題亟待有思想有技術的專業人士去發現去解決，積極地推進我國新能源的良好發展。本文論述了風力發電過程中電子電力技術的具體應用，希望對我國新能源事業的發展具有一定重要的推動作用。

關鍵詞：風力能源;風力發電;電力電子技術

1 電力電子技術的具體內涵

電力電力技術，簡單來說，指的是電力發展領域中電力技術的統稱。它是由電路以及一系列的電子元件整合而成，其中半導體材料是電力電子元器件中最為基本的原材料，且電子學是電路的基礎理論。電力電力技術的穩步發展為我國電能源事業的發展提供了必要的條件，它可以通過交流變頻器變化控制電能裝置，保證發電過程中電流的雙向交互性，從而確保電能的持久性，使發電工作能夠保持最佳的工作狀態。現今，我國正致力于研究電子電力技術在新能源中的具體應用，最為顯著的為風力發電中電力電子技術的重要發展，高效提升了風力發電系統的工作效率。不過風能發電仍有部分問題需要我們去改進，繼續完善，不斷創新，砥礪前行，使它能夠呈現一個穩步的發展的模式[1]。

2 風力發電過程中使用的電力電子元器件

2.1 IGBT功率器件

在具體的風力發電過程中，IGBT是用于控制發電功率的相關元器件，IGBT因為自身的功效性，可以實現對電流的及時切斷，使控制電能源這樣一個原本復雜的過程變得相對簡單。風能發電模式由于風能源具有一定的不穩定，所以必須采取有關針對性的措施，將不穩定的風能源轉換為持續穩定的電力能源。也是由于風力發電的不穩定性，IGBT在具體的運行過程中，不僅要承受風力發電過程中所產生的波形相對波動，而且還會經受高程度的熱量的灼燒。如此下去，IGBT元器件必定會產生一定的問題，為此，專業人士精心研發，在市場上推出了IGBT的逆變器，風力過程所產生的波形波動對IGBT逆變器幾乎不會有什么影響，這是一個比較有積極意義的創新，從根本上規避了風力發電這一穩定的特性，而且也不會影響工作效率，依然高效的確保對電流功率的實時控制，掌握具體的發電功率狀態，極大的推動了電能事業的發展。

2.2 矩形參數變換器

電力電子技術中的矩形參數變換器在風力發電中的具體應用也是十分普遍的。它可以準確的分析交流電中的參數信息，并且相應的作出調整，必要時對參數信息進行一定程度的轉換。IGBT所推出的逆變器可以避免風力能源不穩定的不足，然而在它的基礎上，矩形參數變換器則可以很好的完全解決風力發電頻率電壓不穩定，不好控制的弊端。它可以通過在恒定電壓頻率與交流電壓頻率之間進行切換的具體操控模式，對風力發電時的真實狀態有一個宏觀的掌握，實時調節電壓的穩定性，保持系統工作的恒定高效性。風力發電過程中因為有眾多電力元器件的存在，才得以長久的發展。因此，相關的工作人員需要時刻保持工作上的認真細致，定期觀察電力電子元器件在風力發電過程中的具體狀態，并及時的發現問題，解決相關問題，對設備進行定期檢測維修，以保證發電設備良好的性能，高效的工作狀態[2]。

2.3 交直流交變頻器

在電力電子技術的具體應用中，交直流交變頻器與矩形參數變換器具有部分相似的功能，都可以對風力發電過程中的頻率進行相應的控制調整，但是兩者所具有的功能也不盡數相同。矩形參數變換器主要是可以實現對交流電中參數的準確分析，并且進行相應的轉換。交直交流變頻器自身配備有變頻器，風力發電系統具有恒頻的特性，交直交流變頻器可以實現發電過程中的雙向電流，并且通過變頻裝置，有效地將有波動的風能源轉化為持久穩定的電能，對于風力發電具有極為顯著的作用。由此可見，電力電子技術在風力發電過程中是必不可少的一部分，它可以將綠色可持續發展的風能源，在一定的基礎上，對其進行一系列的加工轉換，使其為人類技術社會的進步做出了不小的貢獻。

3 風力發電系統中電力電子技術的具體應用

3.1 電力電子技術對風力發電系統的改造更新

處于一個信息技術快速發展的社會，只有不斷的改革創新才能順應時代的潮流，躋身社會前位，一旦止步不前，滿足于當前的發展，就容易被不斷進步發展的社會所拋棄。在傳統風力發電系統的工作模式中，都是利用讓風能源主動失去速度的方式讓其轉換為電能，這種方式耗費了大量的時間以及人力，不利于新能源在發電事業中的長久應用發展。擯棄這種傳統落后的轉化電能的方式，經由社會上的多位創新人才以及相關的專家研究，推出了電力電子技術，并且將它應用于風力發電的具體過程中。新模式下的電力電力技術，將眾多物理元器件組織整合在一起，集中改變風力發電過程中不穩定的特性，并且采用交流電的形式，將風能持續不斷的轉換為電能源。電力電子技術中一個具有重要現實意義的發明即是變速恒頻風力發電機系統，它將風力發電整個過程貫穿一致，逐漸邁上一體化的進程[3]。

3.2 電力電子技術使風力發電系統逐漸趨于穩定性

新時代的風力能源因為其綠色健康可持續發展的特性，受到眾多技術研究者的喜愛，都集體加入到開發新能源應用的行列中。當下要充分發揮風能源的優勢作用，就必須把它的相關缺點降到最小化，才能為人們提供最好的電能服務。為了解決風力不穩定性的因素，各位學者集結多方智慧，不斷地創新發展新的技術，以求解決這個問題，從根本上保證風力發電、供電的穩定性。當前人們對于風力發電儲能的關注度不斷的上升，應為最為廣泛的莫屬于蓄電池，智能的整合了多種電力電子技術，它安裝簡便，儲存電能的速率也相當的高，為當前風力系統儲能的主要發展方向。系統儲能性的有效保障，為風力發電注入了不斷蓬勃發展的新鮮活力。由此可見電力電子技術在風力發電系統中的積極應用，為新能源發電帶來了許多重要的創新改革。相信科技的不斷發展，會為新能源的發展開辟更多嶄新的道路，我國也會拓展出新能源在其他應用領域上的重要發展[4]。

3.3 電力電子技術在風力發電傳輸電能的技術應用

在電力電子技術應用于風力發電的具體過程中，將風力轉換為持久恒定的電能源并傳輸電能是電力電子技術的主要功能任務。與此同時，當風力轉換為電能，現下一個迫切需要解決的問題即是要將電能進行高效遠距離的傳輸，要保證電能源的恒定性以及有效性，把電能損耗降到最低。為了應對這個問題，風力發電企業，正在著手研發HVDC電力電子技術，采用高壓直流輸電的形勢，確保電流遠距離傳輸的高效性并且降低損耗。這種電力電子技術的優越性在于對于環境的整體要求相對較低，而且可以保證高質量，低損耗的傳輸電能，研究發展前景是十分廣闊的。該技術完美的融合現代高科技技術，把它與電力電子技術整合在一起，共同用于風力發電系統中電能的傳輸，展示了我國科技發展的持續穩定性，是我國科技快速進步的重要標志。

3.4 電力電子技術風力發電過程濾波補償的處理應用

風能源發電的過程中，存在多種突發狀況，比如閃變、發電源的間接性波動以及風力配電網諧波收到污染等多種情況。相關監管風力發電過程的工作人員，一定要時刻觀測風力發電設備的具體狀態，高度重視此類問題，及時告知上方部門處理相關狀況。同時這些發電問題的存在，也對電力電子技術提出了新的要求，要及時更新相關電子配件，進行風力發電過程的濾波補償處理。在當前形勢下，有源電力濾波器和靜止無功補償器是處理風力發電過程濾波補償的重要電力電子技術。有源電力濾波器在實際應用的過程中，可以實現對風力發電過程瞬間無功率的控制;而靜止無功補償器可以實現對發電過程中所產生的負電荷的具體實際狀況進行實時跟蹤，并且提供相應的無功率補償。二者相互配合，便可以使風力發電過程濾波補償工作順利的展開[5]。

4 總結

電力電子技術的應用與風力風電技術的發展息息相關，在許多環節中都扮演著比較重要的角色，它已經成為了風力能源發電向前發展不可缺失的一部分。風能源發電盡管初期由于技術上的不完善，存在著諸多的問題，當隨著現在科技的不斷發展，風力發電事業也不斷的發展擴大，甚至成為當前社會電能的主要來源，作為一種可持續發展的能源，在未來的發展中無疑具有無限的拓展空間。望我國持續的創新發展新能源，開拓出更多可以持續利用的能源，把它們應用于人們生活的方方面面，造福于社會，推動祖國經濟事業的又快又強發展。

參考文獻：

[1]張嵩，谷鳴，李瑩.電力電子技術在可再生能源發電系統中的應用[J].國網技術學院學報，2014，17（05）.

[2]師苑，劉玉叢，崔春峰.電力電子技術在風力發電中的應用[J].電子質量，2013（07）.

[3]楊慧穎，鄔嘉鳴，張波，杜敏.風力發電中電力電子技術的應用[J].山東電力高等專科學校學報，2005（04）.

[4]聶晶鑫.風力發電系統中儲能技術的研究[D].西南交通大學，2011.

[5]王兆安，等.風力發電過程中諧波抑制和無功功率補償[M].機械工業出版社，2005.