风力发电电气控制技术发展探讨

风力发电电气控制技术发展探讨
发布时间：2022-05-07T02:56:50.777Z 来源：《新型城镇化》2022年5期作者：梁翠绵1 刘海晨2 陈大明1
[导读] 风力发电是对风能进行转换，以电能形式使用，充分利用风力资源。

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2河北电力装备有限公司 056004
摘要：能源开发问题已成为当今社会可持续发展的重要任务，基于能源日益增加的需求，我国要良性发展，就要积极研究、开发新能源，以缓解能源危机。

对此，新型清洁能源成为研究的首选，风能在其中体现了一定的应用价值。

因此，有必要深入探究电气控制技术及其在风力发电系统中的实践应用，在相关技术的作用下充分利用风能，使风力发电系统在电气控制技术的应用下作用最大化。

关键词：风力发电；电气控制技术；发展
1风力发电电气控制技术概述
风力发电是对风能进行转换，以电能形式使用，充分利用风力资源。

风能资源丰富，是一种可再生能源。

面对现阶段的环境污染、能源告急问题，我国有必要提高现有资源的利用率，减少能源浪费，降低环境污染。

在实际实施过程中，由于受气压环境、气温等不同自然条件的影响，风力发电方式的可靠性有待提高。

针对此，可以引入电气控制技术，通过组合电气元件实现对其运行的控制，保证设备更可靠、安全，提高风力发电的可靠性。

此外，还可以合理控制发电环节，实际应用效果明显。

风力发电系统本身不稳定，与其他发电模式存在一定差距，因此，在电气控制技术的应用过程中需要合理规避自然因素，如温度、湿度、大气压等，尽可能降低对风力发电的影响。

此外，评定风力发电系统效率的主要依据就是系统利用率。

通常情况下，为了提高风能利用率，风电厂一般会将叶片直径设置为60～100m。

不仅如此，由于风力发电系统工作环境相对恶劣，这对相关工作人员整体工作能力提出了较高的要求，为把控与判断预期效果，有必要加入远程监控设备，进一步提高风力发电效率。

2风力发电电气控制技术
2.1变桨距发电技术
在风力发电过程中，发电质量及效率会受风力发电主机功率的影响，如果功率不足，会直接降低风力资源利用率。

因此，需加强对风力发电机组运行风速功率的把控。

对此，可以引入变桨距发电技术，当风力发电机设备组处于较高风速时，通过转变桨距角度保障发电稳定性，以充分利用风力资源。

在我国科技水平不断提升的背景下，制造扇叶的材质有了明显改善，且改变了以往的大重量扇叶，这在一定程度上减轻了设备整体重量，同时，冲击荷载方面也有了明显变化，比以往更低。

在风力发电系统中应用变桨距发电技术，能很好地维持设备的稳定性，降低设备运行的事故发生率，从而有效提高控制工作的质量。

需要注意的是，变桨距在正常运转过程中的稳定性不够高，往往需要投入较多人力、物力，相信随着科技及电气控制技术水平的提升，这一问题会得到解决。

2.2主动失速发电技术
主动失速发电技术是变桨距发电技术与定桨距失速发电技术的融合，在实际应用过程中，该技术可以很好地解决成本高等问题，有效控制风力发电频率。

由此可见，主动失速发电技术整体优势较明显，不仅继承了变桨距发电技术的优势，也融合了定桨距失速发电技术的优势。

该技术的应用原理如下：让桨距角处于不同状态下，便于改变，进而有效控制风能速度，整体把控捕获量。

主动失速发电技术的实践应用价值较高，但该技术易发生严重失速问题，可能无法控制使用功率，进而严重影响整个电力系统的正常运转。

2.3定桨距失速发电技术
定桨距失速发电技术不仅延续了传统发电技术，也引入了新型发电技术。

引入该技术能很好地保障风力发电系统的运行质量，确保系统处于稳定运行状态。

从风力发电实际情况看，发电机组设备在并网中工作，对设备的稳定性要求较高，引入定桨距失速发电技术，通过利用叶片的复杂构造优势，能帮助作业人员控制发电机组设备功率，但也会出现消耗无用功的情况，这主要是叶片体积、重量过大造成的，降低了发电机组运行效率。

定桨距失速发电技术的应用易受外界因素的影响，因此只适用于对风力等级没有较高要求的环境。

如果风力等级过高，那么该技术便不再适用。

为进一步扩大定桨距失速发电技术的应用范围，有关技术研发人员要加大研究力度。

2.4低电压穿越技术
低电压穿越技术的功能如下：（1）借助变流器设判断低电压穿越状态，控制器设备在计算、计时过程中因测量实际电压情况而定，在低电压穿越过程中，会解决电网出现的故障，应用变桨实施转速闭环的专项调节，目标转速即为同步转速；（2）当低电压穿越未成功时，变流器设备的信号会作出相应的判断，也可以借助主控系统实施计时判断，但受主控系统测量电压准确性等的影响，针对主控判断失败触
发时间的情况，应采取标准判定时长。

如果穿越失败，会直接触发部分故障，使发电机设备立即停止运行。

待低电压穿越成功后，其功率会恢复到跌落前10%的状态，在恢复阶段，应参照计算转速进行相应的调节。

此外，还要放开屏蔽电网的故障，直至电压恢复，方可正常控制。

2.5变速风力发电技术
从当前我国风力发电情况看，变速风力发电技术是非常关键的技术。

变速风力发电技术应用的关键是根据不同风速合理控制风力发电机设备的运行状态，保障恒定发电频率。

上文提到，风力发电机设备易被不同风速影响，为减弱该影响，保障风力发电机设备运行效率，需结合实际情况随时调整风轮转速指标，进而使设备输出功率处于平稳状态，最终使风力发电整体更安全、稳定。

3风力发电电气控制技术的发展策略
3.1优化图纸并制订合理的施工方案
风力发电施工工作进行前，需要设计并绘制详细的图纸，而绘制图纸则需要做出相应的准备工作，对施工现场进行实地考察，分析施工场地的气候变化，对风力、风量情况进行监测，施工场地的地形环境也需要进行测量，结合影响施工质量和进度的因素进行图纸优化，不断改进，在施工过程中进行合理地调整；详细的设计图纸优化完成后，将图纸交予施工部门进行二次分析并制订合理的施工方案，施工部门根据图纸要求还需要对施工场地进行实地测量，严格审核，找出图纸与现场有偏差的地方，确保这些问题不会影响施工质量及施工进度。

3.2风力发电施工过程中要做好电缆工作施工
在风力发电施工过程中，电缆工程是较为重要的一个环节，电缆是风力发电厂间连接的主线，风力发电输送依靠电缆进行连接和汇流，电缆工程在整个风力发电工程中起到关键的作用。

风力发电系统中的风力发电机要和每个出线单元进行连接，而风力发电机间的距离一般都较远，因此在进行电缆工程设计时，电缆一般运用直埋的方法施工，对电缆所产生的电压等级要求偏高，电缆的施工质量要求也随之增加。

在风电发电系统中，要求电缆间连接的电缆头要在2～3个左右，电缆在安装制作过程中会出现交叉的现象，受到当地气候环境的影响，气候变化过程中，电缆交叉处极易出现放电、爬电情况，致使击穿绝缘的现象发生，最终使电缆接头发生爆炸，造成财产损失，更严重的使人员伤亡。

从以上情况分析，电缆的高压缆头在电缆施工过程中至关重要，对其施工工艺也要求严格，必须遵循施工工艺进行施工。

有关部门对高压电缆施工质量要进行严格检测，电缆施工工艺必须符合国家标准要求，同时做好电缆预热施工的保护工作，确保施工安全性。

4结束语
面对社会日渐增多的能源需求，我国需加强对多种能源的高效利用，重视对再生能源的研究、开发和利用。

丰富的风力资源为我国风力发电事业的发展提供了先决条件，因此，现阶段，相关研究人员需要提高对风力发电的重视，全面分析风力发电存在的问题，合理引入电气控制技术，以推动我国电力行业的稳步健康发展，进而带动我国经济的繁荣发展。

参考文献
[1]风力发电并网技术及电能质量控制对策探析[J].林勇.装备维修技术.2020(02)
[2]风力发电厂电气设备安全运行的诊断及措施[J].赵訸敏,郑蕙雨.电子技术与软件工程.2019(01)。