風(fēng)力發(fā)電電氣控制技術(shù)及應(yīng)用

李云龍

【摘?要】能源儲(chǔ)備量一直都是國家關(guān)注的重點(diǎn)。國家的發(fā)展使能源消耗越來越大，能源壓力顯而易見，緩解能源壓力迫在眉睫。人們開始研究開發(fā)各種新能源，風(fēng)能就是其中一種。文章主要對(duì)風(fēng)能發(fā)電的電氣技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行研究，闡述它在現(xiàn)實(shí)中的重大意義和作用。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電;電氣控制技術(shù);應(yīng)用

發(fā)展需要能源的支持，而能源在消耗中帶來的環(huán)境污染也不容小覷。如今作為清潔能源的風(fēng)能在生產(chǎn)生活中更受歡迎，且發(fā)揮著重大作用。電氣控制技術(shù)是風(fēng)能發(fā)電的重要技術(shù)，會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電的供電量。文章對(duì)能提高風(fēng)力發(fā)電的電氣控制技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行研究，期望該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

1我國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r

風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)就是取之不盡，沒有污染。缺點(diǎn)也顯而易見，風(fēng)能是無法儲(chǔ)存的而且有季節(jié)因素的影響。現(xiàn)在的技術(shù)水平對(duì)于自然因素的問題是無能為力的。風(fēng)力的大小和速度的變化，提供的電能質(zhì)量也會(huì)發(fā)生變化。自然界的不穩(wěn)定性，難以猜測(cè)的動(dòng)態(tài)，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的不足等等這些都令風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制工作完成存在難度，作用不能完全發(fā)揮。我國現(xiàn)在的風(fēng)電系統(tǒng)模式是線性模型和非線性模型這兩種。線性模型是以往的風(fēng)力系統(tǒng)控制的，最大的程度捕捉風(fēng)能。表面看起來操作簡單，但其實(shí)線性模型和非線性模型在工作能力和工作范圍上都有不同。線性模型從前的系統(tǒng)控制方法已經(jīng)不能達(dá)到風(fēng)力發(fā)電中需要的控制程度。這是對(duì)我國的風(fēng)力發(fā)電裝置的發(fā)展造成了阻礙的。

2電氣控制技術(shù)研究

風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定性比其他發(fā)電方式都大，因?yàn)槟苡绊懙剿囊蛩靥啵缂竟?jié)、大氣壓、濕度等。而且這些因素不是人力能改變的。為了提高風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性，盡量減少自然因素的影響，我們只能通過研究，提高技術(shù)來達(dá)到需求。在風(fēng)力發(fā)電中風(fēng)能的利用率是指標(biāo)。提高風(fēng)能的利用率可以利用風(fēng)力發(fā)電的葉片，六十米至一百米的長度是最佳的。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)都建立在比較險(xiǎn)峻或者人跡稀少的地方，十分不方便工作人員的實(shí)時(shí)跟進(jìn)操作。有時(shí)候不能及事解決出現(xiàn)的問題，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)就不能完成考核量。由此來看，風(fēng)力發(fā)電的電氣控制系統(tǒng)中加入遠(yuǎn)程的操作技術(shù)是勢(shì)在必行了。

3風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

3.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)施不完善

建設(shè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是有一些輔助設(shè)施的，但通常會(huì)在建設(shè)中被省略掉。這樣雖然能產(chǎn)出風(fēng)能，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期的效果，許多作用不能發(fā)揮，而且可能會(huì)縮減設(shè)備的使用壽命。同時(shí)非線性模型的要求較高，技術(shù)較復(fù)雜，要是沒有輔助設(shè)備，技術(shù)不能得到運(yùn)用，電氣控制效果不理想。線性模型的技術(shù)雖然成熟了，但是局限性多，許多工作環(huán)境都不能用上。以往的的電氣控制落后了。所以風(fēng)力發(fā)電的設(shè)備不完善，對(duì)電氣控制來說是阻礙。

3.2影響風(fēng)力發(fā)電的不利因素

首先是與風(fēng)力相關(guān)自然因素，這是難預(yù)測(cè)且人力不能干預(yù)的。建設(shè)風(fēng)力設(shè)備時(shí)，為了獲得更好的風(fēng)力發(fā)電的效果，一般會(huì)建設(shè)在高地，但這也帶來了閃電、打雷、大氣壓、溫度等現(xiàn)象的困擾。不僅風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的供電量不足，設(shè)備還可能日積月累的侵蝕或雷電劈中。然后是人為帶來的不利影響。風(fēng)力發(fā)電的電氣控制并不是一項(xiàng)簡單的工作，它復(fù)雜性高、專業(yè)性強(qiáng)，需要具有專業(yè)知識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)的人來操作。但是我國在這方面的人才欠缺，存在濫以充數(shù)的情況。一些工作人員亂操作或者遺漏步驟，不僅給設(shè)備帶來損害，還可能造成不安全事故。

4風(fēng)力發(fā)電電氣控制技術(shù)

4.1變槳距發(fā)電技術(shù)

變槳距發(fā)電技術(shù)是為了解決在風(fēng)力發(fā)電的過程中，發(fā)電機(jī)組功率低，隨之造成風(fēng)能利用率低，發(fā)電效果不理想。變槳距發(fā)電技術(shù)是通過葉片角度改變、保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在風(fēng)速大的時(shí)候得到控制，從而也控制了風(fēng)速功率，提高風(fēng)能的利用率。除此之外，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的槳葉片上也有做出改變，利用新科技，用更輕便的材料來制作葉片。這不僅槳葉片的重量降低了，超負(fù)荷減少，還能減少在運(yùn)行中發(fā)生故障的概率，控制工作變得更加簡單。但變槳距還有一個(gè)問題需要解決。變槳距在運(yùn)作中穩(wěn)定性差，出現(xiàn)故障的概率高。又要另外投入人力和物力去保護(hù)、維修，造成了另一種資源的消耗。但我國的科學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步而且速度飛快，相信肯定能盡快解決這個(gè)問題，而風(fēng)力發(fā)電電氣控制技術(shù)也能獲得進(jìn)一步提升。

4.2定槳距失速發(fā)電技術(shù)

定槳距失速發(fā)電技術(shù)不算是新研發(fā)的技術(shù)，因?yàn)樗墙Y(jié)合了新舊的發(fā)電技術(shù)得出來的。可以提高風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性和規(guī)范風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行軌跡。風(fēng)力發(fā)電的過程中，發(fā)電機(jī)機(jī)組同時(shí)工作，要求發(fā)電機(jī)機(jī)組穩(wěn)定。定槳距失速發(fā)電技術(shù)解決了對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)組功率的控制問題，槳葉片體積大、重量大造成功率過度消耗、資源浪費(fèi)等問題。定槳距失速發(fā)電技術(shù)主要是調(diào)整槳葉片的距離來達(dá)到以上效果。這一技術(shù)并不能廣泛應(yīng)用，在風(fēng)力等級(jí)高的環(huán)境還沒有試驗(yàn)應(yīng)用過，目前只在風(fēng)力等級(jí)小的環(huán)境應(yīng)用。所以這需要進(jìn)一步的研究實(shí)踐，來擴(kuò)大定槳距失速發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用范圍。

4.3主動(dòng)失速發(fā)電技術(shù)

主動(dòng)失速發(fā)電技術(shù)是混合型的。這個(gè)結(jié)論得出是因?yàn)樗鋵?shí)就是把上面所提到的兩種技術(shù)進(jìn)行互補(bǔ)結(jié)合。主動(dòng)失速發(fā)電技術(shù)是根據(jù)風(fēng)速的變化和風(fēng)向的變化對(duì)槳葉片的距離、角度進(jìn)行調(diào)整，使風(fēng)能的捕捉量和轉(zhuǎn)換率都達(dá)到最高，對(duì)風(fēng)力發(fā)電的控制也達(dá)到最優(yōu)。但這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中并不理想，失速的情況頻發(fā)，技術(shù)還存在很大的改進(jìn)空間，期望能盡快解決這項(xiàng)技術(shù)存在的問題。

4.4變速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

變速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是對(duì)原來風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整和控制。不再是原來的固定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，而是根據(jù)實(shí)時(shí)的風(fēng)速變化情況進(jìn)行變速控制。風(fēng)力發(fā)電電氣控制發(fā)生了變化，維持設(shè)備運(yùn)作的發(fā)電功率肯定也發(fā)生了變化。所以風(fēng)力發(fā)電機(jī)要根據(jù)功率的變化調(diào)整，要維持風(fēng)力發(fā)電設(shè)備工作的平穩(wěn)性，確保風(fēng)能不斷輸出。變速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是未來風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的方向，恒速發(fā)電將是研究的重點(diǎn)目標(biāo)，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)將大大提高我國的風(fēng)力發(fā)電的電氣控制。

5結(jié)語

我們國家的地域遼闊，風(fēng)速，、風(fēng)向都有著明顯的地域差異性。而且一年四季，變動(dòng)因素多，每地變動(dòng)也各部行動(dòng)。想要最大程度的使用風(fēng)力發(fā)電，沒有技術(shù)的支持是難以實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的發(fā)展了，研究突破定不能少。風(fēng)能作為自然清潔能源中較容易獲得的能源，各國對(duì)它的研究都在進(jìn)行中。開發(fā)風(fēng)能不僅能為發(fā)展提供取之不盡的能源，減少對(duì)環(huán)境的污染和不可再生資源的消耗，還能作為可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。

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（作者單位：河北龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電有限公司）