風力發電電氣控制技術及應用分析

田小濤

摘要：隨著全球氣候變暖以及水污染等現象的頻發，地球上的資源消耗量加大，造成了部分地區資源的匱乏。近幾年隨著工業化進程的加速發展，礦產資源消耗更加嚴重，再加上工廠排廢以及日常生活生產的廢水廢氣，使得環境污染問題愈發嚴重。在這樣的生產壓力下，人們對于環境保護以及資源節約的意識越來越強，綠色能源和可再生能源的使用成為解決這些問題的重要手段。其中風力發電由于其成本效益和資源效益的充足，在可再生能源領域發揮著重要作用。

關鍵詞：風力發電;電氣控制;技術;應用分析

引言

在當今的新式能源開發環境下，水資源、風資源得到大量的運用，極大的緩解了全球資源匱乏的問題。其中風力發電極具代表性，是新型能源開發的重要部分，為全國各大地區提供了大量電力資源。電氣控制在風力發電中發揮著重要的作用，直接影響了發電的效率以及利用率。但是在資源利用時，由于天氣的多變以及潮汐的變化，水力、風力在運用過程中也會出現許多問題。本文主要探析風力發電電氣控制技術在生產生活中出現的問題以及應用，對于我國資源的開發有著十分重要的意義。

1 風力發電電氣控制簡述

風力發電是利用風力帶動風車葉片旋轉，再利用增速機將旋轉速度加快，達到發電的效果。將風能轉化為電能，是一種清潔、環保、無污染的可再生能源，目前在世界上掀起熱潮，尤其是芬蘭、丹麥等國家，我國西部地區的在大力提倡。風力發電不會觸及燃料問題，也不會造成核輻射以及空氣污染，同時能帶來巨大的電力資源。對于目前全球變暖、資源緊張的情況下，起到一個十分好的緩解作用。將可再生的風能轉化為供人類生產生活的電能，一方面緩解了礦物燃燒帶來的環境問題，另一方面實現了資源的節約和可再生。由于風力發電受到大自然的影響，因此，在實現這一能量的轉化需要借助電氣控制技術，讓風能實現更大程度的利用。目前這一技術在發電領域有了較好的發展，取得了不錯的成果。

2 風力發電現狀及問題

風力發電目前已經大量運用到我們的生產生活中，我國在西部地區設有幾個大型的風力發電廠，由于對其的廣泛運用，在技術方面我國也越來越成熟。風電企業在我國發展規模逐漸壯大，企業內部結構也日漸穩固，對于內陸以及沿海的風電掌控較穩定，逐步朝著世界一流水平靠攏。但是即使是在發展迅速的形態下，也存在些許問題，影響著風電轉化的效益。

2.1風力發電電力輸送困難

我國幅員遼闊，但是地勢平坦、風力充足的地方卻并不多并且分布不均。風能產生豐富的地方大多在山谷以及平原等開闊偏僻的地方。 將電能輸送到各個區域就需要組建大量的電網，開辟許多輸電道路，這對于人力和物力的需求十分大，同時也需要大量的時間，因此電網建設的速度遠遠慢于發電的速度，導致風電廠產生的電能不能及時的輸送出去甚至出現輸送不出的現象。

2.2風力發電體系尚不完善

隨著風力發電產業在世界的快速發展，與此同時則會更加迫切的需要建設相應的產業鏈，進行更好的規劃、統一。根據對中國風力發電產業發展現狀的分析，風電機組組裝過程中所需的核心部件大部分是從國外進口的，如電氣程控系統、集電環等部件。然而，根據我國目前的產業鏈發展水平，整機組裝和設計機組的能力還十分欠缺，風電產業鏈的輔助技術，如運輸、監控、檢修等，還不能達到系統化。我國的產業還需要依靠國外的設備以及技術進行支撐，風力發電的體系達不到一定的要求，會給我國風電產業的發展帶來一定的阻礙。

2.3國家對風力發電支持力度不強

建立并維系風力發電廠的發展需要資金的支持，由于我國現階段的國情和發展趨勢，風力發電的投資路徑以及資金都相對缺少，雖然我國擁有幾個大型的風電場，但是國家在政策上的支持仍比較欠缺，也沒有相關的優惠政策，導致風電產業的發展受到了限制。并且對于風力發電行業的貸款，其門檻高于其他行業的貸款要求，因此這限制了我國大型風力發現場的建設，只能建設件小規模的風電項目。國家支持力度的不足大大的限制了風力發電技術的發展，不利于風電項目的推廣和使用。由于發電廠的減少，容易造成電力的緊缺，導致風電價格不斷上漲，對于風力發電的使用也造成了局限性。

3 風力發電電氣控制技術的應用

面對大氣壓、溫度以及雷雨的影響，風力發電設備容易遭受損害，從而大大降低了發電效率。同時在實際操作過程中也會受到人為的影響，無法保證發電的安全和穩定。而電氣控制技術的發展則為解決這些問題提供了強有力的幫助。為了確保風力發電系統的正常運行，實現風能的最大化利用，就需要完善監控機制，提高電氣控制技術。

3.1 低壓穿越控制技術

風力發電系統的窗體頂端

風力發電系統連接的電網時常會發生故障，導致電網電壓迅速跌落，當電壓快速下降時，風力發電組中的雙饋感應發電機容易導致轉子側過流，從而導致另一側的電壓升高，變流器內的電流會發生振蕩。由于風力發電的容量大，若是采用電網裂解的方式會影響整個系統的穩定性，嚴重的會產生連鎖故障。因此就有專家提出要采用低壓穿越的方式控制技術，為了實現低壓穿越，可以采用軟硬件相結合的方法，主控系統為變流器提供轉子電流指令、 變槳指令，控制可以有效抑制電網故障時的發電機定子和轉子電流，保護電機側變流器，達到低壓穿越的目的。許多仿真實驗證實了低壓穿越控制技術能夠給風力發現系統在電網故障時的穩定運行提供有效保障。

3.2變槳距發電技術

在風力發電運行中，如果其輸出功率達不到基本要求，則風能的轉化率也會隨之降低，從而影響到發電的效果。因此在風電項目中，控制設備的運行速度以及功率尤其重要。而為了有效控制風速，可以改變葉片的角度和方向，對其進行適當的調整，有效控制發電機組，能加大風能的利用率。變槳距發電技術則是這一原理，在風電項目的具體應用中解決了功率問題。

此外，隨著科學技術的發展，新型用料的推陳出新，用于制造變槳距葉片的材料越來越輕，這降低了葉片的重量、總重量和相應的沖擊載荷。這種做法降低了操作中發生事故的可能性，并使控制工作相對容易。然而，這也帶來了另一個問題，即葉片在運行過程中穩定性差已成為需要解決的新問題。

3.3定槳距失速發電技術

定槳距失速發電技術的應用有效結合了傳統發電技術和新型發電技術，更好地保證了風力發電系統的運行軌跡，有效提高了其穩定性。由于發電過程中發電機組需要接入電網才能工作，這就對發電機組的穩定運行提出了更高的要求。固定槳距失速發電技術借助葉片的復雜結構來控制發電機組的功率。同時，葉片仍然存在重量大、體積大等情況，這將導致發電過程中消耗大量無用的功，這對發電機組的運行效率極為不利，使運行效率無法得到保證。

3.4變速風力發電技術

變速風力發電技術的主要目的是影響和控制風力發電機原有的恒速，并根據不同的風速控制風力發電機的運行，以保證恒定的發電頻率。由于風力發電的機會受到風速變化的影響，為了保證風力發電機的運行效率，必須根據實際情況調整相關的風輪轉速指標，并強調輸出功率的穩定性，從而有效地保證風能。這項技術代表了風力發電的發展方向。恒速發電技術將成為風力發電的核心技術。

4 結束語

隨著我國國民經濟的不斷發展，對于新能源和可再生能源的發展越來越重視，為了促進經濟效益與生態效益的協調發展，就需要我們更加重視風電、水電行業的發展。利用風能轉化為電能，不僅是大自然給予我們取之不盡用之不竭的能量來源，更是明天綠色可持續發展的強大動力。為了解決目前所出現的問題，需要國家進行政策上的支持，在技術上也要更多的自主創新，使我國風力發電產業的發展邁入一個新高度。

參考文獻：

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