風電對自動化技術的新需求

孫薔

摘要：風能作為一種可再生資源，具有保護環境、無污染的特性，因此在我國的經濟發展過程中，風力發展經濟得到了較為廣泛的應用和推廣，并且利用風能發電已經成為風能利用的主要形式，在此過程中，應該促進風電朝著自動化方向發展。本文將先介紹風力發電事故發生的原因，再說明對自動化的新要求。

關鍵詞：風電;自動化技術;新需求

一、風電事故發生的原因及措施

近幾年隨著風力發電的興起和發展，在操作過程中出現了一些風電事故，針對這些問題和事故，需要人員引起重視，認真分析問題發生的原因，究其原因，主要有風電機組故障和脫網故障兩部分構成，因為現階段在我國，國內多家整機廠家都缺少核心技術，缺少一些關鍵的零部件，以往使用的風電機組部分已經不能承受低電壓穿越，從技術上看，解決該問題的措施就是增強風電機組的電網適應性，增強風電場的接入能力，這樣可以大大減少風電機組脫網事故的發生概率，除了風電技術，還要提高風電機組的電網適應性，使電網機組能夠穿越低電壓，并且在滿足電網公司規定的電壓范圍之內，當電網電壓在一定范圍波動時，風電機組需要保持連續不脫網，根據電網電壓跌落的數值發出無功功率，并且支撐電網電壓，當電網電壓的數值恢復時，機組也需要快速恢復發電;對于人為操作失誤導致的問題，需要增強風電機組人員的能力，措施是在風電機場安裝功率系統和動態無功補償設備，或者修改一些固定數值，同時如果將風電場運行的信息納入到省人事網的系統，就可以減少風電機組脫網事故的發生，提高風力電場電網的適應能力。

二、風電對自動化技術的新要求

風能的隨機性較大，受季節的變化影響也較大，尤其是容易受到風力大小和風速、風向的變化影響，因為風力和風向總是不固定的，因此，風力發電機在運行和操作過程中對于一些故障和問題的檢測和保護需要做到自動化控制，除此之外，風力發電機的啟動和運作、停止都要對電網進行切入和切出，控制風能的輸入功率和輸出功率，風輪機的變化具有一定穩定性，穩定性的實現要求獲得自動化，這樣才能進行風力發電。因此，在風能發電中建立發電制動控制系統是十分重要的。

（一）對風力發電機組的運行進行自動化控制

風力發電機組在正常的運行過程中，掌握自動控制系統能夠清楚識別風電機組的正常運行狀況，并且檢測機組是否存在問題，并將問題記錄下來，一旦發現風力發電機組存在問題，需要及時采取保護措施，保證風力發電機組能夠正常運行，同時，通過記錄自動控制系統顯示的數據，要及時反映出風力發電機的各項指標參數。從而實現風力發電機組的正常運行。

（二）限速和停機的自動化控制

人員要合理應用自動化控制系統，在風力發電組運行的過程中根據實際情況限制速度和進行剎車控制，比如說在風輪機轉速達到最高時，風力發電機能夠自動脫離，與電網分開成為獨立的系統，此時風槳就會自動打開，實行剎車功能，槳葉就會在液壓制系統運行中停止運轉，最終幫助實現限速和剎車停機。所以，風力發電機組實現自動化控制，能夠有效控制限速和剎車停機。

（三）偏航和解攬的自動化控制

風力發電組在運行過程中，通過應用一些自動控制系統，實現偏航和解攬的自動化控制，因為風向是隨時變化的，所以具有不確定因素，如果人員采取連續跟蹤風向的辦法，就有可能使電纜繞住，因此，通過應用自動化控制系統可以發揮解攬功能，使電纜不被纏繞，這樣當電纜纏繞達到限制值時，自動控制系統就能通過控制偏航系統及時解攬。所以，風力電機組實現自動化，能夠實現偏航和解攬的自動化控制功能。

（四）實現通信的自動化控制

工作人員需要通過應用風力發電進行自動化控制，這樣可以及時獲取風力發電機組的故障信息，還能通過網絡信息技術獲取風力發電機組的運行情況，準確了解風速和風向變化，發電量以及功率等問題，對風力發電進行一個遠程操控和判斷，因此，運用風力發電自動控制系統能夠實現對通信設備的自動控制，使工作人員及時了解風力發電運行情況，促進電力系統安全穩定運行。

（五）控制系統和變流器的自動化控制

從發電機組的技術角度出發，中國的風電市場面臨著嚴峻的挑戰，挑戰主要是來自于整個行業中缺少最為核心的技術，比如知識產權，當風力發電機組遇到強烈的臺風、雷電時，就會被惡劣的天氣所影響，風力發電機組又處于外部環境中，所以容易受到復雜多變的運行工況影響，那么如何提高風電機組的利用效率，延長風電機組的運行時長，提高風電能的轉換率，設計出更適合我國外部氣候條件和自然環境的風力發電機和相應的配套設備，我們將以控制系統和變流器為例，思考風電機組市場對自動化技術提出的新要求。控制系統中包括控制二系統，該項系統在我國南北方有著不同特點和顯著差異，即使在同一地方，由于受到天氣的影響，也會出現差異，為了使風電機組在不同的地理位置和季節實現功率的最優化運行，需要根據風向、風速和風力大小調整功率和參數，實現風電的最優化運行，自動跟蹤風電機組的優化運行曲線，增加一些發電量，再比如，當出現一些強對流天氣和大風天氣時，就會影響風力電組的穩定運行，影響風電組的風槳變化距離和風槳的震蕩運行，需要風電機組人員針對大風天氣采取相應措施，對大風功率進行穩定控制;對于變流器，我國許多風電場都位于電網的末端，在末端，容易發生電網電壓脫落的現象，電網電壓不平衡導致的故障時有發生，一旦風電機組頻繁脫落，將會對電力電網的穩定運行造成傷害，帶來威脅，這就要求變流器具備低電壓和高電壓的穿越能力，和對不平衡電壓的抑制能力。

為了促進我國風電產業的發展，需要建立一個風力發電管理的信息系統，并符合我國風力發電的發展要求，通過風力發電信息系統的建立，要對具體信息進行系統化管理，幫助人員積累風力發電的相關數據，提高工作的效率。通過該系統，工作人員可以運用文字和圖像對風力發電進行系統說明，這能夠為風力發電企業提供寶貴的決策依據。

三、結束語

總之，風電在我國有著廣闊的發展前景，人員需要根據當前時代的變化，及時調整風電技術，使其滿足時代的發展，針對出現的自動化技術，風電對其出現了新的需求，對于風電技術的每一個系統，都要認真考慮，實現自動化控制。

參考文獻：

[1]趙軍帥.智能化技術在風力發電自動化控制系統中的運用[J].自動化應用，2018（6）.

[2]梁秀璟.風電對自動化技術的新需求[J].自動化博覽，2014（9）.