風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)中電力電子技術(shù)應(yīng)用

藍(lán)天

淄博瑞安輸變電工程有限公司 山東淄博 255000

1 當(dāng)前電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

電能器件能否在既定的時(shí)間段內(nèi)完成轉(zhuǎn)換是電力電子技術(shù)在發(fā)展的過程中需要重點(diǎn)把控的地方，屬于現(xiàn)代技術(shù)的范疇，電力電子技術(shù)的功能主要包含了逆變、整流、變頻等基本方面，除此以外還涉及到斬波和智能開關(guān)等方面的內(nèi)容。借助電網(wǎng)工頻電能的轉(zhuǎn)變能夠有效完成各種目的，以此適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)在電力電子方面的實(shí)際需求。具體應(yīng)用方面，其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括了三大方面：其一，基于變頻器的幫助下圍繞著微電子以及控制技術(shù)實(shí)施有效的匯總，把原先一成不變的交流電更改為可以調(diào)節(jié)的交流電，以此達(dá)到無級(jí)調(diào)速的目的，這對(duì)電能資源的節(jié)約顯然極為有利。其二，從電力電子技術(shù)本身來看，不論是電源開關(guān)還是供電電源都有著自身的使用功能，主要包含變頻、焊接、充電、照明電源等都為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的完善提供了切實(shí)可行的技術(shù)指導(dǎo)。其三，部分發(fā)電系統(tǒng)以及交流輸出技術(shù)等方面能夠?qū)㈦娏﹄娮蛹夹g(shù)的效用充分展現(xiàn)出來，水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、配電與用電系統(tǒng)的完善等都和電子系統(tǒng)的應(yīng)用之間有著密切聯(lián)系[1]。

2 電力電子技術(shù)的特點(diǎn)

①集成化。電力電子技術(shù)具有顯著的集成化特點(diǎn)，具體來講，人們需要在借助多個(gè)單元設(shè)備的基礎(chǔ)上，才能實(shí)現(xiàn)電力電子技術(shù)得到正常應(yīng)用。同時(shí)電力電子技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與計(jì)算機(jī)技術(shù)的有效融合，并進(jìn)一步拓展為電工電子技術(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中促進(jìn)了多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，其高頻、高效率等先進(jìn)之處也在應(yīng)用中得到了體現(xiàn)。②全控化。電力電子技術(shù)的全控化特點(diǎn)也是人們關(guān)注的重點(diǎn)，其在控制方面進(jìn)行了高度創(chuàng)新和升級(jí)，在部分具有自動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能的電子器件上得到了良好體現(xiàn)。并且隨著電力電子技術(shù)應(yīng)用和推廣力度的不斷加強(qiáng)，半可控普通晶閘管逐漸退出了應(yīng)用領(lǐng)域，其對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展將具有更加重要的意義。

3 電力電子技術(shù)在風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

3.1 電力電子技術(shù)在風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的改造

21世紀(jì)初，控制風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行的方式有很多，但失速或者主動(dòng)失速這2種控制方式較為普遍和常見。風(fēng)力發(fā)電由于其自身具有來源廣泛、可循環(huán)的特點(diǎn)，有效緩解了當(dāng)前能源緊張、環(huán)境污染趨勢嚴(yán)峻的現(xiàn)狀。電力電子技術(shù)由于可以在風(fēng)力發(fā)電的過程中起到控制、輸送電流等作用，而成為了推廣風(fēng)力發(fā)電這一新型發(fā)電技術(shù)的重要技術(shù)保障。風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)最重要且最難得的一點(diǎn)是能夠保證輸出功率穩(wěn)定，而這2種控制方式由于難以保證這一點(diǎn)而在近年來逐漸淡出了應(yīng)用行列。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)涉及和運(yùn)用到的電力電子技術(shù)較多，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力電子技術(shù)也產(chǎn)生了很大的進(jìn)步，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行模式也由此得到了優(yōu)化和改善[2]。

3.2 風(fēng)力發(fā)電濾波和補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

風(fēng)力發(fā)電機(jī)有時(shí)面臨雷擊、電壓波動(dòng)和電網(wǎng)反饋運(yùn)行，需要進(jìn)行補(bǔ)償和過濾，以盡量減少風(fēng)電場干擾。當(dāng)前階段最常用的兩種過濾技術(shù)是電源濾波器和靜態(tài)糾錯(cuò)技術(shù)，其中電源濾波器的主要目的是通過電子設(shè)備中的相關(guān)可分離組件實(shí)現(xiàn)即時(shí)高效的控制，最終達(dá)到最佳平衡。靜態(tài)誤差目錄是最先進(jìn)的技術(shù)之一，可實(shí)現(xiàn)明顯的電壓波動(dòng)和整體電子的增加。

3.3 在電路保護(hù)裝置中的應(yīng)用

電路保護(hù)裝置（如快速熔斷其和電流繼電器等）是電氣控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分，在電路出現(xiàn)異常情況或電力故障時(shí)，可以起保護(hù)作用。隨著人們對(duì)電力電子技術(shù)應(yīng)用的不斷成熟，人們的研究重點(diǎn)放在了電子器件的小型化和高功能功率化方面。此外，電力電子技術(shù)還能對(duì)反饋的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)過電流時(shí)會(huì)自動(dòng)做出斷電操作，到達(dá)保護(hù)電路和電子器件的目的。

3.4 電力電子技術(shù)在風(fēng)機(jī)發(fā)電輸電中的應(yīng)用

因?yàn)轱L(fēng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)主要是依靠風(fēng)能發(fā)電，這也是為什么大部分發(fā)電機(jī)組都設(shè)置在偏遠(yuǎn)廣闊地區(qū)的原因。風(fēng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的組成是由發(fā)電機(jī)組、調(diào)度中心、用戶這3個(gè)元素組成的，距離遠(yuǎn)了信號(hào)的傳輸就會(huì)變?nèi)酰@三者之間的電力傳輸就會(huì)存在一定的問題。現(xiàn)如今，電流的主要的運(yùn)輸方式是交流運(yùn)輸，存在的短板也較多尚不能順利應(yīng)對(duì)在電流運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的問題[3]。

3.5 對(duì)儲(chǔ)能的優(yōu)化

解決風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)向和風(fēng)速的不穩(wěn)定性是提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率的一個(gè)重要問題，通過提高風(fēng)力發(fā)電效率的存儲(chǔ)方式，可以提高發(fā)電和供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)今的電池通用解決方案是使用電池，電池的優(yōu)點(diǎn)在于可以更快地存儲(chǔ)電池，并且更容易安裝電池。磁線圈還能存儲(chǔ)風(fēng)能，但技術(shù)還不成熟，不能普遍應(yīng)用于現(xiàn)有的技術(shù)條件。

4 電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用中的展望

風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)出的進(jìn)入電網(wǎng)的電流的變化是：交流電→直流電→交流電。具體的變化方式途徑為：風(fēng)電機(jī)發(fā)出的電流經(jīng)過永磁多極同步發(fā)電機(jī)對(duì)其發(fā)電頻率的改變變?yōu)榻涣麟姡偻ㄟ^整流器對(duì)其的整流變?yōu)橹绷麟姡詈笸ㄟ^對(duì)逆變器的使用將電流不同的頻率改為相同的，最終成為頻率恒定的交流電。這一系列的操作帶來的優(yōu)勢是顯著且有效的，在有效避開并網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生的電流沖擊的同時(shí)發(fā)電系統(tǒng)也不會(huì)產(chǎn)生較大的波動(dòng)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率的步驟也更為簡便快捷、副作用少。這樣一來不但最大限度地開發(fā)和利用了風(fēng)能，風(fēng)電機(jī)發(fā)出的電能質(zhì)量相較于以往來說也得到了質(zhì)的飛躍。

5 結(jié)語

風(fēng)力發(fā)電是具有廣闊開發(fā)前景的新能源發(fā)電方式之一，而不斷發(fā)展成熟的電力電子技術(shù)在風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用，能夠提高風(fēng)力發(fā)電的效率，保證電力變化的質(zhì)量，甚至在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電成本的控制，因此必須積極開展對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)中電力電子技術(shù)應(yīng)用的探討，提高應(yīng)用的質(zhì)量和水平。