汪双林
湖南五凌电力工程有限公司 湖南长沙 410004
摘要：随着社会经济的不断发展，人们对能源的消耗也呈现出日趋增加的发展趋势，因此为了确保能源供应与需求之间相互平衡的关系，必须加大新能源研究投入的力度，才能满足人们日益增加的能源需求。而风力发电电气控制技术作为最具代表性的新能源，其在社会经济发展中所发挥的作用也越来越重要。本文主要是就风力发电电气控制技术以及应用实践进行了分析和研究。
关键词：风力发电；电气控制技术；应用实践
虽然风能作为当今社会最重要的清洁能源之一，其推广应用的价值也相对较高，但是风能在实际应用的过程中也存在着很多的问题。由于风速、风向等因素无法保持长时间的恒定状态，因此将会对风力发电的持续以及质量产生一定程度的影响。另外由于风能应用的技术还有待于进一步的开发和研究，所以必须进行电气控制技术与风力发电技术有效整合，才能促进风力发电应用价值的全面提升。
1、我国风力发电的发展现状
（1）风能作为新型能源的一种，自身所具有的优缺点都相对突出。其最大的优点就是取之不尽用之不竭且没有污染；而缺点则是无法储存且稳定性相对较差。而这些问题的存在，对我国风力发电技术的发展产生了一定程度的影响。（2）风向、风速的变化不仅对电能与负荷产生了一定程度的影响，同时对电能的质量也产生了相应的影响。（3）由于现阶段风力发电设备存在的问题，不仅对其作用的发挥产生了一定程度的影响，同时复杂多变的动态也增加了风力发电系统控制工作开展的难度。我国现有的风险系统模型主要有线性和非线性两种。在这其中线性模型主要应用于传统风力系统的控制，其在应用的过程中利用捕获到的最大风能进行发电机属性的调节从而实现风力发电的目的，而这一操作方法由于相对交单，因此被广泛的应用和推广；而非线性模型由于其与线性模型相比较而言不仅在工作环境和工作范围等各方面都存在较为明显的差异，同时其对于风力发电系统的控制已经无法满足风力发电发展的要求，从而导致其无法进行大范围的推广和应用。
2、风力发电系统电气控制技术的分析
（1）稳定性差是导致风力发电效率低于其他发电方式的主要因素。所以，为了最大限度的降低自然因素对风力发电所产生的影响，必须采取切实可行的去掉无法有效控制的自然因素。（2）风能利用效率是考量风力发电效率的重要指标。而这也是我国大规模风力发电为了促进风能利用率的提升而增加叶片直径的主要原因。（3）一般情况下，风力发电系统都处于自然环境十分恶劣的条件下工作，而这不仅增加了工作人员开展发电系统的难度，同时也无法达到预期的效果。而这也进一步说明了，风力发电电气控制系统的远程监控已经成为了风力发电未来发展的必然趋势。
3、电气控制技术在风力发电系统中运用的意义
3.1定桨距失速风力发电技术应用实践
风力发电机组运行过程中的同步问题，我国研究人员在传统风力发电技术的基础上进行了深入的研究，并开发出了定桨距失速风力发电技术，这一技术的应用对于风力发电过程稳定性的提升具有积极的促进作用。而该技术在实际应用的过程中，不仅对风力发电机组的功率限制提出了较高的要求，同时发电机叶片的构造与传统风力发电技术相比也较为复杂。虽然该技术的应用解决了风力发电稳定性差的问题，但是由于其受到自身结构的现状，导致其在发电过程中消耗的无用功较大，因此该技术目前只应用于风力级别较低的环境。就该项技术的发展前景而言，必须采取积极有效的措施解决功率限制的问题，促进发电机组运行效率的全面提升，才能进行大范围的推广和应用。
3.2变桨距失速风力发电技术应用实践
这一技术在实际应用的过程中不仅有效的解决了风力发电机组输出功率交代的问题，同时通过改变叶片倾角的方式，也促进了风能利用效率的全面提升。
此外，这一技术在应用的过程中，通过更换叶片生产材料的方式不仅有效的降低了叶片的重量，同时也降低了叶片运行过程中所产生的对应冲击荷载。但是由于这一技术的使用使得设备的重量出现了大幅度的下降，因此在变桨距运转的过程中，不仅会导致失稳问题的出现，同时后期的维护费用也相对较大。相信随着我国电气控制技术和水平的不断提升，这一问题必将得到缓解。
3.3主动失速风力发电技术应用实践
这一技术不仅实现了有机整合定桨失速与变桨失速两种风力发电技术，同时在实际应用的过程中根据风速、风向的变化合理的进行桨距角的调整，从而有效的促进了风能转换效率的提升。但是由于该技术在实际应用的过程中有可能因为出现发电机组失速的问题，而增加电气控制的难度，所以必须加强该技术改进研究工作的力度，才能将此项技术的实用价值充分的发挥出来。
3.4变速风力发电技术应用实践
这一技术主要是在变速运动原理的基础上，打破电机恒定速度运转对风能转换效率所产生的影响，从而达到根据风速、风向变化调整发电机组运转速率，确保发电过程稳定性有效提升的目的。这一技术的应用实现了发电机组转速效率的动态化转变。比如，如果风速等级较高的话，那么可以根据实际风速进行风轮转速植被的调整，从而达到避免因为功率过大而导致发电机组出现过电压的问题，确保发电机组运行稳定性的有效提升。如果风速等级较低的话，那么则可以根据风力的特征，采取调整浆角的方式，最大限度的捕捉风力，满足其发电需求。另外，这一技术的应用也打破了传统电气控制单一的模式，促进了风力发电电气控制效率的不断提升。而这也进一步说明了变速风力发电已经成为了风力发电发展的必然趋势，而我国相关人员在风力发电技术研究的过程中，也必须充分重视这一问题，才能从根本上促进相关技术应用效率的全面提升。
3.5定桨距失速发电技术
使用定桨距失速发电技术使将以往的发电技术并结合新型发电技术，使风力发电系统的运行轨迹得到更好保证，使它的稳定性得到进一步加强。由于在发电期间发电机组需要并网进行工作，这也就有更严格的要求在发电机组的稳定运行方面。定桨距失速发电技术通过叶片相对复杂的构造达到控制发电机组功率，另外叶片还存在大的重量、大的体积等情况， 这都要造成在发电期间，消耗许多无用功，影响到发电机组的运行效率，不能确保运行效率，阻碍了运用这种技术，在风力等级小的小风环境中仅仅运用到，还没有使用到高风力等级的大风环境中，这也是未来要研究的重点方向，是它的应用范围得到扩大。
主动失速发电技术定、变桨失速风力发电技术进行了整合，所以又叫做混合失速发电技术，按照风速的变化、风向的变化进行科学调整桨距角，做到控制风能捕捉量的控制与控制风速， 有很高的能量转化效率，在很大的程度上保证了风力发电的运行效益。然而在实际应用中，总是发生失速问题，这就造成在不一样的程度上影响到了功率输出，对电气控制产生很大的消极影响。必须进行提高改进加强技术。
3.6变速风力发电技术
针对风力发电机的原有恒速进行影响与控制，按照不一样的风速控制风力发电机的运行情况，为了确保恒定发电频率，这就是变速风力发电技术的主要目的。因为风速变化会影响到风力发电机，为了能使风力发电机的运行效率得到保证，需要按照实际情况对有关风轮转速指标进行调整，同时重视输出功率的平稳性，从而使风能能量得到有效保证。变速风力发电技术代表风力发电的发展方向，风力发电的核心技术将是恒速发电技术。
4、结束语
总而言之，随着全球能源供应形势的日趋严峻，我国必须加大新型清洁能源开发的力度，才能满足日益增加的能源需求。就目前风力发电的发展而言，必须加强风力发电电气控制技术研究的力度，同时根据实践应用过程中存在的问题制定出切实可行的优化和解决措施，促进风力发电转化效率和发电过程稳定性的有效提升，才能发挥出风力发电技术在社会经济发展过程中的积极作用，从而为风力发电电气控制技术的进一步发展奠定良好的基础。
参考文献
[1]丁江流.风力发电电气控制技术及应用实践探析[J].科技创业月刊,2016.22
[2]张建军.风力发电电气控制技术及应用实践[J].山东工业技术,2017.24
[3]彭涛.变速恒频风力发电机组电气控制系统的研究[D].天津理工大学,2018