关于风力发电技术与功率控制策略的思考策略的思考

关于风力发电技术与功率控制策略的思考策略的思考
发布时间：2021-06-22T04:45:22.062Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第5期作者：陈鑫[导读] 相比石化能源，风能属于清洁能源，风能具有再生性、开发成本较低、分布广泛的特点，因此风能受到世界各国的重视也得到广泛的应用。

云南华电福新能源发电有限公司云南昆明 650228摘要：随着我国经济水平的提升，社会的发展离不开对能源的需求，随着人们对能源需求量的增大，传统的能源供给已经无法满足社会的进步。

风力发电技术的应用，明显改善了能源供给存在压力的问题，风力发电技术在应用的同时实施功率的控制对策，提高了风力发
电机转换风能的效率。

本文通过分析风力发电技术，制定关于风力发电技术及功率控制的相关对策。

关键词：风力发电技术；功率控制；思考对策
相比石化能源，风能属于清洁能源，风能具有再生性、开发成本较低、分布广泛的特点，因此风能受到世界各国的重视也得到广泛的应用。

我国是风能储备量大国，同时也具备先进的风能发电技术，随着时代的进步，风能装机容量也达到了极大的水平，因此针对风力发电技术和功率控制制定合理对策对提高风力发电技术有重要意义。

一、分析风力发电技术的原理
（一）风力发电技术的原理
所谓风力发电技术，就是将风能通过风力发电机将其转变为电能。

风力电力过程中要将风能通过机械转变为电能，风能转变为机械能的过程是通过风轮实现的，机械能转变为电能的过程也是通过风力发电机和电力供应的控制系统来完成的。

风力发电技术的工作原理就是风能通过风轮转变为机械能，然后再通过发电机组转变为电能[1]。

（二）风力发电的特点分析
风能发电近几年来在全世界飞速发展，全球风电装置容量已经达到了4270亿MW。

风能是再生能源，风力发电需要丰富的能源站，风力发电技术的建设周期非常短，装机规模非常灵活，因此在风力充足的地区能够通过最短的时间构建起风力发电设施，还能最快的将风能转变为电能。

风能的可靠性、成本低等优势也促进了风力发电技术的飞速发展。

风力发电技术在实际操作起来是非常容易的，风力发电建设的占地面积比较小，因此总结风力发电的特点为：风力充足、操作简便、成本较低，无污染性[2]。

二、分析风力发电技术的发展
（一）单机小容量向大容量发展
随着风力发电机组中的单机容量逐渐扩大，虽然提升了容量但是在实际的应用中依然面临着一系列问题影响使用效率，因此比如通过创新研究来适应越来越高的电能需求。

在一些先进国家中，风力发电机组的单机容量已经达到了40MW左右，因此我国也要积极创新和研发，建立更多的风力发电站，加强对风力的应用效率。

（二）风力发电是通过陆地风电向海上风电发展
陆地上的风力发电得到广泛的应用，不过陆地上的风力比较小，风力发电技术也开始由陆地转变为海上风能发展，海上风能发电厂的规模不断扩大。

风力发电场地选择在海边，不仅能够减少对陆地资源的占用，同时由于海上的风能量非常充足，因此可以实现大规模、大量的生产，从而也降低了风能发电的成本。

我国将沿海地区构建大量的风力发电站，预计到2020年底，我国规划建设的总量达到3000万kW[3]。

（三）风力发电由有齿轮箱转变为无齿轮箱
风力发电过程中，有齿轮箱对风发电的工作有极高的要求，因此加工难度非常大且设备也比较庞大。

直驱式的风力发电技术目前被广泛的应用。

无齿轮箱直驱式发电方式的应用能够降低齿轮箱的故障发生率，从而也能更好的控制后期维护的成本，在控制成本的同时还能提高对电能的应用效率，保证风能转化电能的可靠性和稳定性。

当前，国际上采用的无齿轮箱直驱式风力发电机组的工作原理采用的就是低速多级永磁发电机，这种技术在后期发展中占据极大的优势，因此得到专家的认可和推广。

直驱式永磁式风电机组的广泛应用，也提高了功率变流技术的应用和发展，风轮以及发电机的调速范围在0~150%的额定转速，由此可知，全功率变流技术可有效满足低压穿越的要求，同时也提高了对风能的应用效率[4]。

（四）小叶片低塔筒向长叶片高塔筒发展
风电叶片是风力发电机组的重要组成之一，风电叶片的长度需要根据单机容量来确定，单机容量越大那么叶片的长度也会越长。

根据顶旋原理，能够提高发电的水平和效率，当然，风电机组也需要安装更长的叶片以及更高的塔筒。

我国大多数地区都是低风速区，根据这一现状，国内的风能发电机都需要积极开展技术创新，增长叶片，提高塔筒，获取更多的风能。

根据资料研究，10MW海上风力发电机的叶轮直径为190m，陆地上采用的2.5MW风机的叶轮直径为120m，塔筒高度为100m，低风速区则也能提高风能的利用率。

三、风力发电功率控制的对策
（一）风力发电机变桨距的控制
风力发电机组中，根据安装结构一般分为定桨距风力发电机和变桨距风力发电机两种。

关于定桨距风力大电机，是将叶片安装在轮毂上，在应用的过程中，桨叶的角度一直处于固定状态下，不会随意发生[5]。

关于变桨距风力发电机需要注意以下两方面问题：第一，变桨距风力发电机中，叶片与轮毂之间的关系为非刚性联系，这样的情况下，叶片能够在操作中实时调节节距，一般是根据风速的变化来调节叶片与轮毂之间的角度，因此就算风速变化较快，那么叶片与轮毂都要保持在最佳的角度，从而提高风力发电的输出功率。

第二，风力过大超过风力发电机切出风俗的地区，发电机会自动停止工作，保证桨叶不会受到损害。

（二）风力发电机偏航的控制
在风力发电机组控制系统中，风力偏航控制具有重要的作用。

偏航控制系统在应用中，要与风力发电机组之间协调好关系，从而风轮在迎风的情况下，也能提高风能转变为电能的效率，同时能够保证风力发电机组应用的安全性。

风力发电机组中的偏航系统分为主动迎风偏航系统和被动迎风偏航系统。

风力发电机组偏航控制系统在具体工作中，风力发生变化的同时还要调整好风力发电机，让风力发电机处于风向的正前方，从而能够最大程度的获取风能，提高风能发电机的输出功率[6]。

（三）风力发电机的控制
发电技术实施功率控制过程中，需要通过风力发电机组来控制输出功率。

风力发电机组采用的为双馈异步风力发电机，这种发电机的优势在于能够根据风速的不同做出不同的调节，保证风力发电机一直维持在最佳的工作状态下，提高了对风能的应用效率。

双馈异步风力发电机在应用过程中，工作原理是控制馈入的电流量，保证定子输出的电压和频率保持稳定状态，通过调节电网的功率因数，以此来提高风力发电系统的安全性和稳定性。

四、小结
分析风力发电技术，在其实际应用中，最大功用就是能够提高风力发电机的输出功率，通过针对风力发电机进行进一步探索和分析可知，要保证风力发电机的应用效率就要积极控制功率输出量。

我国是风能储备量大国，同时也具备先进的风能发电技术，随着时代的进步，风能装机容量也达到了极大的水平，风力发电技术的发展，风力发电机组的单机容量持续增加，发电技术发展趋势的稳定，都是保证风能发电可靠性、有效性的主要手段。

如果要实现风能规模化发展，就要重视风力发电技术的发展，重视风力发电机组功率控制，提高风能规模开发的安全性、可靠性。

参考文献
[1]陈传玮.风力发电技术与功率控制策略研究[J].电力系统装备, 2019,(11):37-38.
[2]朱涛.风力发电技术与功率控制策略初探[J].中国科技纵横, 2019,(9):147-148.
[3]孙中勤,宋浩.风力发电技术及电功率控制策略探析[J].中国战略新兴产业,2019,(10):119.
[4]李耀东,李岳鹏.风力发电技术与功率控制策略[J].百科论坛电子杂志,2019,(3):489.
[5]徐冬青.风力发电技术与功率控制策略初探[J].中小企业管理与科技,2018,(3):166-167.
[6]黄信杰.风力发电技术与功率控制策略初探[J].建筑工程技术与设计,2018,(18):3330.。