风力发电电气控制技术及应用实践探析

风力发电电气控制技术及应用实践探析　丁江流　吴忠７５１１００）　（宁夏运达风电股份有限公司　宁夏摘要：当前人们增多了对能源的消耗，自然增加对能源的需求，为了保持能源供应和需求　之间的平衡关系，我国不断研发了新的能源技术出来，而风力发电的电气控制技术就是其中具　有代表性的一种。文章将围绕这一技术的应用实践方面进行阐述。　关键词：风力发电；电气控制技术；应用实践　中图分类号：ＴＭ６１　文献标识码：Ａ　ｄ０ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５—２２７２．２０１６．２２．０５５　１关于我国风力发电的发展　现状分析　（１）作为新型能源中的一种．　都有明显的区别．并在实际的风力　发电中以往的控制方法已经满足　不了它的要求．这也在一定程度上　３关于电气控制技术在风力　发电系统中的运用分析　使风力发电设备的进一步发展受　到了阻碍　（１）在很早以前，我国就已经　风能不但具有优点．同样缺点也是　存在的。取之不尽用之不完、无污　染是其主要的优点：无法储存、稳　定性较差是其主要的缺点．由于这　些问题的存在。一时又无法解决．　自然限制了我国风力发电技术的　进一步发展　对风能发电开始利用了．但在初期　２　关于风力发电系统的电气　控制技术分析　（１）较强的不稳定性是风力发　的发展中主要是以示范形式、分散　形式以及小规模试验等形式为主．　直到上个世纪９Ｏ年代开始才逐渐　开始建设规模化的风力发电场。早　电差于其他发电方式的地方．而风　在１９７６年的时候．在我国的浙江　力发电容易受到自然因素（如：湿　度、大气压和温度等）的影响是形　成以上差别的主要原因　因而．为　省泗礁岛电网就首次运行了国产　（２）电能和负荷会因为风向和　风速的随机改变而改变．电能的质　量也会受到一定程度的影响（较大　电网中）。　第一台１８万ｋＷ的风力发电机组：　山东荣城在１９８３年时引进了３台　了不使风力发电的过程受到影响．　就需要尽可能地将所有的不可控　自然因素避免掉　风力发电机．其型号是一样的，都　为Ｖｅｓｔａｓ一５５ｋＷ：随后在全国范围　型号的风力发电机　（３）风力发电设备并不完善．　限制了一些作用的发挥．复杂的动　态阻碍了对风力发电系统的控制　工作。同时。线性模型和非线性模　型这两种是目前国内常见的风电　系统模型　其中线性模型主要是用　内的各个省市都相继引进了不同　ｆ２）在风力发电效率中风能利　用率是其中最为重要的一个考量　指标．这也是为什么我国最大规模　的风力发电叶片厂为了将风能的　利用率尽可能的提高而设置了６０　１００ｍ范围的叶片直径的原因　（２）据相关数据的统计，我国　新装风力发电机早在２００４年就已　经达到了１９７ＭＷ．同时高于　７６０ＭＷ的总装机容量。其中，新疆、　于传统风力系统控制．最大化风能　捕获量的实现是通过对发电机相　内蒙古以及辽宁等地是目前国内　（３）通常情况下．风力发电系　风能利用效率最高的地域．这离不　支持。　关属性的调节来实现的这一过程　统都是在十分恶劣的自然环境下　工作．工作人员就难以在现场控制　系统．自然预期的效果就无法达　开当地良好的风能条件和政府的　就是其工作的主要原理．从表面上　看这种方法的操作非常简单．但是　由于有非常的差别在线性模型和　非线性模型中存在．因为无论是在　（３）关于定桨距失速的风力发　到　可见．在风力发电的电气控制　系统中利用到远程监控的设施设　电技术　并网的作用在发电机组的　运行过程中非常重要．为了有效地　工作环境还是在工作范围等方面　备是必然的发展趋势　将其作用率提高．我国技术人员坚　收稿日期：２０１６—０９—２４　１４２科技创业月刊２０１６年第２２期　风力发电电气控制技术及应用实践探析　持不懈地对其研究．直到将定桨距　失速的风力发电技术运用到实际　的风力发电中去（１９８５年前后）。将　们常说的混合失速的发电技术也　可以叫做主动失速的发电技术．以　上两种的发电技术（变桨距风力的　发电技术和定桨距失速的风力发　型异步发电机类、永磁发电机类、　交流励磁双馈型、无刷双馈发电机　类以及磁场调制型等，它们均具有　较高的风能转换率、柔韧性连接较　强、能够独立调节无功功率和输出　功率、实现简易调节变桨距的过程　以及具有较宽转速的运行范围等　有点．均能有效提高风电机组的功　率质量　传统的锋利发电的技术与新的发　电技术结合在一起．有效地稳定了　风力发电设备的运行轨迹。我们可　以看出．限制功率是该技术工作的　主要目的．因而．其自身就有十分　电技术）的特点都涵盖在其中　该　技术对风速和风能捕获量的控制　是根据不同情况下桨距角发生的　不同变化来进行的　但在实际的应　用中．笔者观察到有时严重失速的　情况会发生在该技术的应用过程　复杂的构造．体积庞大．重量较大，　虽然能够有效的将限制功率的目　标实现．但是却难以保证整个机组　的运行效率　而这也正是为什么在　较高的风力级数中没有应用该技　术的主要原因　因而．这也为研究　中．使得整个功率的输出都会受到　影响．这显然不利于风力发电对效　４结语　众所周知．我国的地域不同．　风力的大小自然有明显的区别．风　速的变化规律也不尽相同．时代在　发展．技术也应当进步．以往的技　术应用已经难以在现如今的环境　中发挥足够的作用．这需要研究者　一益的控制　因而．科研人员应当改　良此项技术中的不足．以期尽可能　者的后续研究提供了方向．希望在　不就得将来能够在较高级的风力　中看到该该技术发挥作用　（４）变桨距的风力发电技术。　该项技术的应用是为了控制风力　将风力发电的经济效益提高　（７）变速风力的发电技术　对　原有恒速在风力发电机中的运行　轨迹进行破坏便是该技术应用的　步一步研究深入．风能作为我国　原理．简单来讲．就是根据风速大　小的不同对来调整风力发电机的　乃至世界的重要能源．我们应当好　好利用好它．它也是国内制定的可　发电机组在过高的风速中产生的　功率．通过桨叶角度的改变来控制　功率是其发挥作用的主要原理　同　时，随着科技水平的不断提升．其　所使用的材料也发生了很大变化．　逐渐向轻材料方向发展．大大减轻　了整机的重量．自然在一定程度上　运行状态的过程．以便恒定的发电　频率能够得到保证　运行状态会因　为风速的不同而发生不同变化．　持续发展的重要战略之一．无论是　在环境保护．还是在能约节约方　面，其都发挥着极其重要的作用。　参考文献　１　陈杰．变速定桨风力发电系统控制技　如：为了避免发电机的效率和质量　在过大的风速中受到功率的影响．　就需要及时调整相关联的风轮转　术研究［Ｄ］．南京：南京航空航天大学，　２０１１　减小了机身受到小型事故伤害的　速的指标：同时．平稳输出功率这　一可能性。但是，其中有非常棘手的　一目标即使是在风速较小的情况　２任丽娜．永磁同步风力发电机的最佳　个缺点存在．严重地影响了该技　下也应当注意．风能的能量应当得　功率跟踪控制策略研究［Ｄ］．秦皇岛：　燕山大学．２０１２　３　蒋宗盛．变速风力发电机组最优风能　术的进一步发展．就是变桨距较差　的运行稳定性．而这增大了人力物　到保证。随着技术的发展．人们对　这一技术的认识逐渐深入．从现今　力的消耗　相信随着技术不断的进　步．研究不断的深入．一定会将这　个缺点成功避免掉　（５）主动失速的发电技术。我　发展的趋势来看．该技术是未来发　展的重头戏．而恒速发电技术则会　逐渐突出历史舞台　常见的变速风　力发电技术主要有几类．分别是笼　捕获控制策略研究［Ｄ］．沈阳：沈阳工　业大学．２０１１　（责任编辑吴汉）　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｉｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｍａｉｎｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｂａｌａｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　ｄｅｍａｎｄ，ｐｅｏｐｌｅ　ｈａｖｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｎａｔｕｒａｌｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄ　ｆｏｒ　ｅｎｅｒｇｙ．Ｃｈｉｎａ　ｈａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｎｅｗ　ｅｎｅｒｙ　ｔｇｅｃｈｎｏｌｏ・　ｇｉｅｓ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｗｉｌｌ　ｆｏｃｕｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐｒａｃｔｉｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　Ｐｌ０ＮＥＥＲＩＮＧ　ＷＩＴＨ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ　Ｍ０ＮＴＨＬＹ　ＮＯ　２２　２０１６　１４３