控制技术在风力发电系统中的应用

控制技术在风力发电系统中的应用
摘要：风能是一种可再生的自然能源，风能资源的利用具有非常大的发展潜力。

社会经济快速发展消耗了大量的能源，导致能源储备量严重下降，甚至出现
了能源供应紧张的不良局面。

人们为了有效解决这一问题，缓解环境污染。

科学
应用风力进行发电，已成为当前社会的重点关注内容。

本文针对风力发电在运行
过程中的控制技术具体阐述了风力发电技术特点，控制技术在风力发电系统中的
应用，以及风力发电机运行维护体系。

关键词：控制技术；风力发电系统
引言
社会经济的迅速发展，对能源供应提出了更高的要求，然而能源紧张已成为
全球需要重点解决的问题。

近年来，世界各国已经开始注重发展新型清洁能源。

风能作为一种可再生资源，不仅受到各个国家的广泛重视，还得到了有效的应用。

1风力发电技术特点
1.1经济性价值明显
人们对风能资源的应用已有数千年的历史，近几年以来，人们越来越注重风
能资源，风能资源利用技术在现代社会中突飞猛进，尤其在发电领域当中取得了
巨大进步，并且得到了广泛的应用与关注。

就目前煤炭价格高涨情况而言，我国
的火力发电成本已经远远高于以往。

在风能密度相对较大地区，随着风力发电技
术的不断提升，与其建设与运行成本的不断全面降低。

因此这就意味着风能资源
利用已经得到了明显的提升，风力发电成本大幅度降低，风力发电所带来的经济
效益会不断提高。

1.2建设周期短，独立性好
与以火力发电技术应用相比，风力发电系统除了建设周期较短以外，其还可
以在短时间之内及时投入生产并且实现区域供电。

在风力发电技术飞快发展的今天，其组建已经更加标准化与规范化，电能质量已达到并网许可条件。

在这种情
况下，针对国内偏远地区而言，将风力发电技术引入其中，利用分布式发电的特点，能够满足当地电力需求，进而达到最佳优异的效果。

1.3环保性好
风能属于可再生的清洁型能源，通过不断地研发风能利用技术、改善风能利
用效率，不但有效减少了火力发电对煤炭资源的应用数量，还有效改善了以火力
发电生所带来的环境污染与影响。

所以国家应当全面推广与应用风能发电技术，
不论从宏观的政策角度出发，还是从微观的社会角度出发，都有必要做到降低与
减少煤炭资源的应用数量，进而改进与完善我国的环境情况。

2控制技术在风力发电系统中的应用
2.1定桨距控制技术
定桨距控制技术在风电机组的轮毂上以适当的桨距角将叶片与轮毂进行刚性
连接，额定风速以下可以通过转速调节实现最大功率追踪；当风速超过额定风速，叶片会出现失速现象，便可以对叶片的转速进行控制，以实现风力发电安全控制
的目的，而这便是定桨距风力发电机的工作原理。

该项技术来自丹麦风力发电机
技术，运用的是桨叶翼型失速理论，气流攻角在额定风速以上时，促使机械设备
达到特定值，会在叶片表面出现涡流，进而改变叶片的升阻比，而且可降低效率，以实现限制功率的目的。

2.2变桨距控制技术
变桨距控制技术所具备的变桨距风电机组调节功能，实现途径是纵向轴心叶
片的变化结果。

关于这一领域，可以对Vestas公司的风力机进行研究。

该技术
调节阶段分为三个阶段：（1）第一个阶段是开机运行。

变桨距风电机组的风力
机如果正处于待机转运行状态，叶片会逐渐展开，桨距角随之变化，此时需要将
桨距角进行调整，如果已经达到了0.5倍额定转速，则需要全面调整桨距角，使
其处于合适的角度位置，这样才能够使风力机处于可控的转速状态，完成并网发电功能。

（2）进入到第二阶段，此时风速低于额定风速，其功率输出完全取决于桨叶的气动性能。

根据风速的大小，调整桨距角进而调整发电机转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比，以优化功率输出。

（3）进入到第三阶段，功率如果能够与额定功率保持一致，系统将逐渐开始稳定的运行，这个时候要对输出功率进行调节，如果输出功率大于额定功率，则需要对桨叶桨距角进行调整。

3风力发电机运行维护体系常见的问题
风力发电机运行维护工作的有效开展对其性能、寿命起着至关重要的作用，以下列出风力发电机运行维护体系常见的问题：（1）风力发电机运行维护涉及很多的设备、部件，运行维护的工作量大、内容多、机组数目多，每个环节都应保证处于运行维护网络中。

在风力发电机运行维护过程中中，维护制度不完善，缺乏详细内容，造成风电机组运行中出现故障异常，处理解决的时间耗时长。

（2）开展风电机组运行维护工作时，运行维护的工作流程不清晰，一些的工作人员喜欢凭经验行事，流程不明确、维护秩序混乱，安全质量监管不到位，造成风电机组运行维护不彻底，存在风险隐患。

另外，风电场缺乏科学的运行维护观念。

运行维护必须和标准化生产管理工作相结合，从日常工作入手，注重风险防控，采取预防机制，减少故障发生。

但是实际运行维护工作仍旧相对被动，缺乏主动性观念，造成故障发生后维护，增加了维护成本，而且对发电生产造成不好的影响。

（3）运行维护人员在日常操作中作业步骤不规范，作业标准达不到技术标准的要求，给风力发电机运行维护增加了不可控的风险。

（4）由于风力发电机运行维护面临复杂的情况，对运行维护人员的专业技术水平要求较高。

因工作人员运行为技术水平不够专业，缺乏成熟有效的经验，针对机组设备故障分析诊断耗费时间长，故障的原因分析不全面，影响了风力发电机运行维护工作质量和工作效率。

4风力发电机运行维护强化措施
（1）完善运行维护体系。

健全风力发电机维护标准与内容，进一步规范运行维护流程，形成发电机运行检修维护标准化体系。

在实际运行维护中，根据风力发电机不同的运行条件，运行参数，做好各环节检修，为风力发电机安全运行
奠定基础保障。

制定合理的发电机组维护周期和检修维护计划。

根据实际的风电
机组设备情况和运行条件，分类型进行维修，保证设备运行维护尽量不影响风力
发电机发电供电。

（2）提高运行维护技术水平。

针对风电机组运行中容易出现
的故障类型，结合史经验和行业先进理论技术，对风力发电机运行维护技术进行
方法体系的完善。

通过建立科学的运行维护技术方法体系，更好地应对风电场风
力发电机运行的异常故障，减少维护成本，缩短维修时间，提升运行维护质量和
效率。

加强新技术新方法的研究，鼓励全体职工立足于岗位进行创新。

注重职工
培训，推动风电场发电机运行维护技术水平提升。

（3）积极推进数字化运维。

数字化是风电场生产经营管理的重要发展趋势。

利用数字化技术，结合新理论、
新设备，弥补人类计算能力、分析能力等方面的不足，及时诊断出风电场机组运
行异常，为风电场运行维护管理前瞻性和预防性提供有力支持，推动风电场发电
机组运行从被动维护转变为主动防控，降低发电机组运行故障发生率。

结束语
综上所述，风电工程具有复杂性、风险性、多因素性等多种特点。

因此，作
业人员首先必须认真对待任何细小环节，严格按照设计要求和施工规范实施监控，根据具体情况来不断调整监控手段。

其次管理人员应认真加强施工管理和规范作业，以降低事故发生概率，杜绝人员伤亡，对风电项目建造潜在的危险进行把握，提出科学有效的措施，防患于未然。

最后对问题进行掌控，保证施工安全，提高
风电场施工建设的质量。

为我国风力发电行业的发展奉献一己之力、发挥光热。

参考文献
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