風力發電及其控制技術新進展探究

楊磊

摘要：隨著我國用電量的遞增，風力發電企業的重要性不言而喻。在當今節能環保理念下，各種清潔能源的應用越來越受到社會的重視，其中，風能就是當今社會重點關注的一種清潔能源。風力發電及其控制技術的研究也開始備受關注。為進一步促進風力發電及其控制技術的良好發展，本文對該技術及其控制技術進行了分析。希望可以給風力發電行業的發展提供相應助力，讓風力發電技術在當今社會生活中發揮出更好的應用效果。

關鍵詞：風力發電;控制技術;新進展

引言

改革開放以來，我國經濟得到了快速的發展，而隨著近年來能源消耗量的不斷增加以及社會各界對環保問題重視程度的提高，如何提高太陽能、風能等新型環保型能源的利用率，減少煤炭、石油等化石能源的使用，成為當前的熱門話題。風能作為一種可再生清潔能源，儲量巨大且在我國分布廣泛，通過風力發電技術的開發與應用，能夠在一定程度上緩解我國當前電力資源緊張、能源匱乏以及環境問題突出的問題。因此，加強新時期新能源風力發電技術的應用水平，具有極強的現實價值。

1風力發電簡述

風力發電的主要原理就是通過風力來帶動風車葉片轉動，然后再借助于增速機提升其轉動速度，以此來為發電機運行提供足夠的動力，促使發電機發電。根據風車技術研究發現，在風速為每秒鐘三公尺的微風條件下，風力發電便可以實現。在當今，風力發電已經逐漸成為一種主流的發電方式，因為這種發電方式既不會面臨燃料問題，也不會對環境造成污染，所以其應用前景十分光明。

2目前風力發電現狀

風能作為目前被大力推廣的清潔能源之一，由于企業資源的優勢相對較為顯著，無污染、不會衰竭。但是，局限性相對較大。例如，風力發電具有的穩定性，就會比其他類別的發電模式較弱。由于風能不可被儲存，只能夠在現場采取，所以，在風力發電發展時，出現了較多的問題。最顯著的問題是對電網和電能質量影響相對較大。由于風向改變具有較強的隨機性，速度也具有隨機性，所以導致電能和負荷變化不一。若是電網規模相對較小，風力發電的穩定性也會相對較低;若是電網規模相對較大，就會導致電能的質量受到影響。所以，目前我國各個風力發電企業所運用的設備較為關鍵，但設備具有較強的復雜性，不能夠對風力發電過程進行控制。目前我國的風電系統主要包含：線性模式與非線性模式，線性模式是延續傳統控制模式，但是不能夠對目前的風力發電需求滿足，導致我國的風力發電發展備受限制。

3風力發電及其控制技術新進展研究

3.1專家評估技術的應用

專家評估技術是以大數據技術、數據庫系統等為基礎的一種具有智能推理性的輔助程序，能夠實現專家思維模擬和全過程仿真，具有一定的真實性和過程性。專家評估技術在應用過程中主要包含知識數據庫、推理和演繹模塊、專家經驗數據庫、知識儲備和經驗模擬等板塊。將該技術應用于風力發電控制系統中，能夠針對實際問題、實際情況等進行綜合、全面的分析與判斷，并保證判斷的功能性和針對性。風力發電機組是由各種復雜系統從結構、功能角度融合而來，因此如果其中一個小系統出現故障問題，將會對整個系統的功能、安全造成影響。應用專家評估技術，可以對風力發電機組電力信號、故障問題信息、特征向量等進行跟蹤，并且促使整個控制系統實現對各種運行數據的模糊控制，在應用轉矩反饋控制方法的基礎上將變速恒頻控制技術融入其中，進而能夠根據不同風場、不同風速做出調整，在保證預測準確性以及控制全面性的同時，還能保證風力發電機組更安全、更高效地運行。由于風力發電設備以及相關控制系統的結構具有較高的復雜性，結合系統論的觀念，在系統越復雜的情況下，故障隱患的問題也會越多，故障會越復雜、越難處理，而應用專家評估技術，能夠對設備、組件等進行動態跟蹤和檢測分析，應用具有專業性的推理理論和功能演繹方法，準確判斷故障隱患，進而保證風力發電控制系統的正常、安全運行。

3.2無功電壓自動控制技術

無功電壓自動控制技術的應用主要包括無功電壓自動控制子系統與附屬監控系統。自動控制子系統可以作為一個單獨的功能單元獨立運行，也可以集成在監控系統中，它的主要作用是監測風電場內的無功電壓情況，并通過通信系統傳遞相關無功電壓的調節指令。子系統的運行與狀態控制可通過人工設置來完成，風電場內的相關控制設備也可以實現人工的解鎖與閉鎖，系統通過自動控制完成設備投運。當風力發電系統處于穩定運行狀態時，子系統能夠體現出較好的無功調節能力，達到維持電壓穩定的效果;如果機組無法有效完成無功功率的調節，可由動態無功補償設備進行無功補償。此外，子站還能完成風電機組以及無功補償狀態的自動調節，進而保證無功功率得到充分的補償。

3.3低電壓穿越技術

風電場并網點三相電壓在途中電壓輪廓線以上，風電機組應具有不間斷并網運行的能力;并網點有一相電壓在途中電壓輪廓線以下時，風電場內風電機組允許從電網切出;風電機組應具有在并網點電壓跌至20%額定電壓時能夠維持并網運行625ms的低電壓穿越能力;風電場并網點電壓在發生跌落后2s內能夠恢復到額定電壓的90%時，風電機組應具有不間斷并網運行的能力;在電網故障期間沒有切出的風電機組，其有功功率在故障清除后應以至少10%額定功率/秒的功率變化率恢復至故障前的值。

低電壓穿越功能：低電壓穿越功能分成以下三個部分：

（1）低電壓穿越中判斷與穿越階段動作。a.依照變流器設備對低電壓穿越狀態進行判斷，與此同時，控制器設備會依照測量的實際電壓實施計算，開展計時。b.低電壓穿越階段屏蔽電網出現的故障解決。c.變槳實施轉速閉環的專項調節，其中目標轉速是同步轉速。

（2）低電壓穿越失敗動作。依照變流器設備的信號對低電壓穿越失敗狀況進行判斷，抑或是依據主控系統實施計時判斷，因為主控系統測量電壓準確性等各種原因，所以，主控判斷中失敗觸發時間需要實施標準的判定時長。一旦穿越失敗，就會導致部分故障被觸發，導致發電機設備停機。

（3）低電壓穿越成功后動作。待到完成穿越之后，功率的恢復會依照跌落之前10%的功率進行恢復，處于恢復時期，需要依照計算轉速實施調節恢復。加之，需要將屏蔽電網有關故障放開。待到電壓恢復之后，可以進入正常控制的狀態。

3.4智能感應技術的應用

發揮智能電子設備在風電場中的作用，就要將智能感應技術應用在風電場的智能電網建設中。對整個風電場設備進行實時監控是保障我們龐大智能電網有效控制的重要前提。整合相關設備的運行狀況和采集到的設備信息。智能風電場的安全穩定運行，離不開智能傳感器、光纖傳感器、無線傳感器等重要設備，同時可以在智能風電場等設備的運行環境中獲取變壓器需求信息。

結語

綜上所述，風力發電在當今已經開始成為一種主流發電技術。而在風力發電技術的具體應用中，合理的控制技術是保障風力發電系統安全穩定運行的關鍵。所以在具體的運行中，技術人員應加強對其控制技術的研究，不斷提升風力發電系統的運行質量，解決風力發電系統的運行問題，保障電力的正常生產與供應，滿足當今社會需求，促進風電行業發展。

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