(甘肃龙源风力发电有限公司 甘肃酒泉 735211)
摘要:当今社会讲究的是在发展建设的同时还要注意对环境的保护,也就是习近平总书记提出的:“绿水青山就是金山银山。”风力作为一种清洁、无污染的新型能源,借助风力这种能源进行发电可以有效地降低能源的消耗,保护生态环境,给社会创造出更大的效益。通过风力发电中的先进技术,还有助于提升中国风力发电的效益,还可以扩大风力发电机在中国的市场建设和发展。本文就是有关风力发电机及风力发电控制技术的一些分析。
关键词:风力发电机;风力发电;控制技术
在资源和能源日益短缺的今天,生态环境逐渐恶化,为了能够谋求经济的发展以及坚持走可持续发展的路线,大力开发和发展新型的清洁能源是势在必行的,这个方法已经受到了全世界各个国家的大力关注和支持,因为地球是属于我们每一个人的。风能的出现,作为一种清洁能源,可以有效地缓解能源危机,推动全世界的社会经济的增长。风力发电技术已经经过了不断的完善和改良,逐渐已经成为清洁能源发电中的主要方式,在重视程度以及有效性上面已经排到了第一位。但是,相比较于国外的那些先进的风力发电的技术,中国的风力发电技术还处在一个非常低的水平阶段,尤其是在风力发电的整体设计以及是调速调频等技术还不够成熟。因此,如何能够提升我国的风力发电技术,如何能够将风力能源这种清洁能源更加高效地运用在发电上面还需要我们的不断探讨和创新,优化风力发电过程,加强风力发电控制技术是非常有必要的,加强对风力能源发电的研究有助于为今后的各种工作奠定坚实的基础。
一、什么是风力发电机
风力发电是一种借助风能这种清洁能源来进行发电从而缓解能源危机的一种高科技技术,因为其独特的优势得到了全世界的广泛关注。传统的风力发电机主要就是垄型异步发电机、有刷双馈异步发电机和同步发电机等等。其中,垄型异步发电机主要就是借助电容器而实现无功补偿,高于同步转速附近的恒速运转,使用定桨距失速促使发电机运作。有刷双馈异步发电机在实际运用当中可以有效地降低功率变化器功率。同步发电机转速较低,轴向尺寸较小,更适合应用在启动力矩大的电机并网中。
风力发电机经过不断的完善和改良创新,当前的风力发电机不仅包括无刷双馈异步发电机、永磁无刷同步发电机,还有永磁同步发电机等等。其中,无刷双馈异步发电机自身优势较为突出,结构简单,裹在能力较强,运行的效率较高、更可靠,可以有效地改善传统标准型的双馈发电机运行的缺陷以及不足之处,同时还兼具着并垄型的异步发电机的优势。永磁同步发电机则是运用二极管代替电刷装置,将两者连接为一体的基础上面,采用外电枢的结构。永磁同步发电机不需要加设励磁装置,可以有效地降低励磁损耗,运行的优势较为突出,值得广泛的推广和使用。
二、什么是风力发电控制技术
借助风能源发电的技术有很多种,其中有一种叫作风力发电控制技术。风力发电控制技术当中包括有变桨距风力发电技术、变速风力发电技术、定桨距失速风力发电技术等等。就定浆距失速风力发电技术来看,作为一项前进的风力发电控制技术,其中就包括和集合了空气动力刹车技术、软屏网技术和偏行与自动解缆技术。变桨技术距风力发电机技术则是根据空气动力学原理,如果风速处在一个较高的水平的话,那么可以通过桨叶节距或者是改变气流对于叶片的攻击角度,可以有效地调整风力发电机的动力转矩,保证风力发电机的稳定的输出功率。变速的风力发电机技术则是通过根据风速的变化而进行变化,让叶片始终保持在一个最佳的叶尖转速比,是当前利用风能进行发电的一种效率最高的一种风能发电技术。与此同时,此种技术可以在风速较低的时候通过动态调节风速的变化,从而来确保叶片的叶尖也保持在一个稳定高效的叶尖转速比,以此来获得最大的风能,保证风力发电机输出功率区域稳定、平稳,而且具有更加突出的转矩脉动补偿优势,实际上的运用成效较为突出,值得广泛的推广和运用。
2.1 风速根据年际的变化
在我国,不同季节的气候是不一样的,不同季节的天气变化对于风速的年变化影响较为明显,尤其是在寒冷的冬天,气流从我国的北方逐渐地向南方转移。但是近些年来,由于人们的过量生产和开发导致的全球气候变暖,致使了冬季的风速相对较小,最终形成了春季风速变化大而夏秋冬季变化小的特征,以2-6月的变化最为明显和显著;8-9月的变化则是最为细小最不明显。
2.2 风速的日变化
风速的日变化指的是风速在一天之内的动态变化情况。在白天,由于陆地气温和空气的比热容差异,路堤升温较快,尤其是在午后阶段,地面的温度最高,空气上下对流也是最为旺盛的阶段;高空的风速逐渐朝着下方转移从而导致下方的空气流速随之增加,尤其是在中午过后的空气流动速度最快,此时的风速相对而言较快;傍晚之后太阳落山,地面的温度逐渐下降,风速随之减小。
2.3 风速随着海拔高度的变化
不同的海拔高度有着不同的风速,风速除了随着年际的变化以及日变化以外,风速的变化还有着其他的影响因素,比如这里提到的随着海拔高度的变化。即使是在同样的一个地点,但是由于高度的不一样,那么风速的大小也会有所差异,风速随着海拔高度的变化还有被人们研究出来的一个计算公式。
三、如何智能控制风力发电系统
在利用风能源进行发电的过程技术当中,所选用的技术非常重要,所选择的技术是否合理直接影响风力发电的效率和效果。就通过风能进行风力发电的技术来看,控制的过程涉及到的内容非常复杂,可以通过合理、有效利用智能控制风力发电系统。
3.1 利用数学模型进行智能控制风能发电
在进行风能发电的过程当中,由于系统运行的过程当中可能会由于风向的变化和负载的变化,所以无法建立起更加精确的模型来进行严格控制,这个时候就需要开发和完善一种连续开关型的智能控制系统来进行操控,在满足系统运行的基础条件下,在特定的空间内运动,系统对参数的变化不够敏感、相应速度也能达到能够快速采取一些相关措施的速度的简单设计,从而来确保风能发电系统能够安全稳定地运行,提升风能发电机的控制水平。
3.2 矢量控制的方式来进行控制
通过矢量控制的方式来进行对于智能风力发电系统的控制,此种技术可以实现风力发电机组的稳定控制。但是,与此同时,此种技术由于自转电流励磁量会对风力发电智能系统带来一定的影响。因此,在收集和整理得到的数据的时候、在应用现代技术进行改良和创新的时候,一定要注意要把握住数据的规律性,在这个基础上面对于无法观测的数据要进行一定的预测和分析,实现对于风力发电智能控制系统的完美开发,实现对风力发电运行过程的有效控制。
在风力发电中运用控制技术,有助于更大范围的推广和应用风力发电技术,缓解能源的压力,也减少了对于能源的消耗,对于缓解能源危机贡献出了一定的力量。在降低资源消耗的同时,还可以提升发电的效率,推动风力发电的规模、现代化、智能化。尤其是在大型的风力发电的装置当中,可以降低对于土地资源的占用和浪费,通过对于技术的不断完善和改良,在实际的应用当中一定可以有效地降低风力发电的局限之处。综上所诉,风能作为一种清洁型的新型能源,可以有效地缓解能源危机,推动社会经济科学发展的同时还不会破坏环境。风力发电技术通过不断的完善和创新,就能逐渐成为新型清洁能源中的重要的组成部分,增速处于第一位。还有助于推动社会的发展,给全人类带来更大的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]刘细平,林鹏云.风力发电机及风力发电控制技术综述[J].大电机技术,2016(13):17-20.
[2]王敏,马鹏飞.风力发电机及风力发电控制技术综述[J].城市建设理论研究(电子版),2014(35):376-377.