风力发电电气控制技术发展探讨

合集下载

风力发电现状与发展趋势分析

风力发电现状与发展趋势分析

水电工程Һ㊀风力发电现状与发展趋势分析聂㊀政摘㊀要:风力发电作为一种清洁的发电方式,在我国已经得以广泛的运用㊂相比于传统的火力放电的方式,风力发电能够节省更多的能源,且投入的成本较低,适用性较强,在我国许多地区都可以运用㊂文章对风电新能源发展与并网技术进行了深入的研究与分析,并提出了一些合理的措施,旨在提高风电新能源的使用质量,更好地结合并网技术,对风电发展中出现的问题进行解决,促进我国风电技术的发展与前进㊂关键词:风力发电;新能源;并网技术;可持续发展一㊁风电新能源的基本特点概述风电作为一种新能源,其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能,而风能是一种清洁的㊁可再生的能源,风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视,我国也正在大力开展风电建设㊂从世界范围来看,经过相关的计算表明,世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右㊂我国的风能资源也非常丰富,可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW,我国目前风电装机超过2亿kW㊂风能是一种具有代表性的无公害㊁可再生的清洁能源,风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用,例如我国的沿海城市㊁草原牧区㊁山地高原等地区,都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源㊂我国对风电建设也给予了高度的关注,国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设,取得了很好的效果,目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场,对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用㊂二㊁风力发电并网技术分析(一)同步风电机组并网技术同步风电机组,即是同步电机与风电机组结合产生的,在机组运行时既可保证有功功率输出还能提供无功功率,并且还能有效地确保电能质量,因此在我国风电系统中应用越来越广泛㊂目前,我国很多专家正在深入研究同步发电机与风力发电机的有机融合方法㊂一般来说,风速波动较大会导致转子转矩发生波动,无法满足机组并网调速精度㊂在融合同步发电机㊁风力发电机以后,如果未对以上问题进行充分考虑,尤其是在较大荷载条件下,电力系统极易发生无功振荡现象或者失步现象㊂以上问题导致同步风电机组广泛运用受到影响,随着变频器装置广泛的运用,该问题得到了有效解决㊂(二)异步风电机组并网技术异步风电机组,即是异步发电机与风电机组结合产生的㊂异步风电机组的转速只要与同步发电机组的转速差不多即可,它对精度的要求并不高㊂另外,异步风力发电机的控制装置并不复杂,且能可靠㊁安全地运行㊂不过,异步风电机组并网技术同样也会产生许多问题,如在并网之后极易出现比较大的冲击电流,造成风电机组电气安全隐患㊂还有磁路饱和现象,会导致励磁电流增加使系统功率降低㊂故应对异步风电机组加强运行监督,做好有效预防才能更好地保证异步风电机组并网运行的安全性㊂针对调速精度,异步风电机组对其并未提出较高的要求,只要风力发电机组转速与同步风电机组转速差不多即可,不需要进行整步操作与同步设备㊂但异步风电机组并网较为复杂,需要解决较多问题㊂如果异步风电机组直接进行并网,则极易产生极大的冲击电流,降低电压,严重影响电力系统的正常运行㊂故电场运行部门要做好监督工作,制订有效预防措施,以确保风电机组并网运行的可靠性与安全性㊂三㊁解决运维问题的举措和方法(一)运用全寿命周期管理理念,构建合理的运维模式体系我国风电场装机的容量不断扩大,运行风电机组的数量逐年增加,风电场的运行已经进入规模化的发展阶段,全寿命周期的投资理念已经逐渐被业内接受,不仅要选好设备,更要用好设备,风电设备运维管理状况成为当下行业关注的重点㊂学习国外先进的管理经验,基于大数据和云计算,采用系统诊断㊁风险评估㊁可靠性分析㊁寿命管理㊁预知性维修㊁整体解决等风电运维策略,加强设备管理与技术提升㊁优化工作环境与资源配置㊁构建合理运维模式与体系,改变 头痛医头,脚痛医脚 的落后管理方式,从被动式运维向主动式运维㊁智慧运维转变,做到有计划的 预防式 保障服务,既有 急诊式 维修又要做 体检式 预防㊂运维管理是风电场工作中的一项重要任务,不仅是提升设备利用率,提高设备安全性㊁稳定运行,降低各种能耗的前提,而且还是风电场获得更多经济效益的保障.(二)运用新技术提高运维工作效率和有效监管风电场事故不仅与整机质量有关,而且与企业的管理体制㊁风电场管理与运维人员的规范操作有着密不可分的关系㊂风电场维护检修人员的安全意识㊁技术水平和责任心,对保证风电机组正常运行及风电机组的安全有着最为直接㊁关键的作用㊂作为风险较高的发电企业,实现安全生产,除了完善各项制度,更需在技术上加以提高㊂我国风电运行阶段的监测手段主要集中于电气设备,对一些风电的主要部件,特别是关系到风电设备寿命㊁运行隐患的关键部件如发电机主轴㊁轴承㊁齿轮箱㊁叶片等缺乏有效的㊁系统的状态监测,导致运行阶段对风电设备的了解始终处于被动和局限的状态,无法跟踪故障的发展趋势,不能预先发现并提前排除故障隐患㊂运维工作主要是依靠相关人员的责任意识和专业水平及时发现隐患并加以排除㊂然而,对设备的定期巡检要1 2个月才进行一次,有限的运维人员,恶劣的气候条件㊁高空场地条件㊁人员技术水平㊁工具状况以及人员身体状况等各种因素的存在,使得风力发电设备常常处于亚健康状态运行,无法保障全生命周期效益最大化㊂四㊁结语综上所述,为了更好地推动我国风电新能源的发展,需要对其并网技术进行深入的研究,从多个角度㊁多个层面不断完善并网技术,提高风电系统的稳定性㊁可靠性㊁安全性,为我国发电行业做出更大的贡献,确保我国电能产业可持续发展㊂参考文献:[1]汪成国.关于风电新能源发展与并网技术的探析[J].中国战略新兴产业(理论版),2019(14):1.[2]邹璐.风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景研究[J].无线互联科技,2019(17):130-131.[3]马春兰.风电新能源及其并网技术的发展现状探究[J].湖南水利水电,2019(2):65-66.作者简介:聂政,新疆龙源风力发电有限公司㊂702。

风力发电电气控制技术及应用

风力发电电气控制技术及应用

风力发电电气控制技术及应用风力发电是目前世界上被广泛应用的一种清洁能源,它利用风力驱动发电机产生电能。

风力发电具有可再生、清洁、资源丰富等优点,因此受到了广泛的关注和应用。

而风力发电电气控制技术则是保障风力发电系统安全运行和高效利用的关键技术之一。

本文将介绍风力发电电气控制技术的基本原理、技术特点以及在风力发电系统中的应用情况。

风力发电电气控制技术的基本原理是根据风力发电机组的工作状态和外部环境变化,采取相应的控制措施,以确保风力发电系统的安全稳定运行。

风力发电电气控制系统通常包括监测系统、控制系统和保护系统。

监测系统用于实时监测风力发电机组的工作状态和环境参数,如风速、转速、温度等,以便及时调整控制参数。

控制系统主要负责控制风力发电机组的运行状态,包括启动、停止、转速调节等功能。

保护系统则用于监测和保护风力发电机组的各个部件,防止发生故障和事故。

风力发电电气控制技术的特点主要体现在以下几个方面:风力发电系统受外部环境影响较大,风速变化、风向变化等因素都会对系统运行产生影响,因此风力发电电气控制技术需要具有较强的适应性和鲁棒性。

风力发电机组往往需要按照不同的工况进行调整,如启动、停机、转速调节等,因此控制技术需要具有较强的灵活性和调节性。

风力发电系统通常需要长时间连续运行,因此控制系统需要具有较高的可靠性和稳定性,以保障系统的安全稳定运行。

风力发电电气控制技术是保障风力发电系统安全稳定运行和高效利用的重要技术之一。

随着风力发电技术的不断发展和普及,风力发电电气控制技术也将不断完善和提高,为风力发电系统的可靠性、经济性和环保性提供更好的保障。

相信随着技术的不断进步,风力发电电气控制技术将在未来发挥更加重要的作用,为清洁能源的发展做出更大贡献。

风力发电并网系统的控制和优化策略

风力发电并网系统的控制和优化策略

风力发电并网系统的控制和优化策略摘要:随着绿色、环保理念逐渐深入人心,新能源技术的发展和应用在当今社会背景下越来越引起重视,风机发电技术则是新能源领域的重要发展方向。

以风力发电技术为基础,结合国家电网构建并发展并网系统,对于我国未来整体能源结构的调整是十分有利的,但应采取何种运行原理、采取何种运行措施,还需结合实际情况制定相应的控制预案并不断进行优化。

关键词:新能源技术;并网系统;风力发电引言:当前我国大力倡导绿色保护环保的理念,在这样的社会背景下,新能源的开发与充分应用更是成为社会关注的重点话题。

作为新能源的一类重要分支,如何有效开发并充分应用风力发电资源便也成为了一个重点关注问题。

并网系统是提高风力发电运行质量的有效措施,在构建或优化并网系统时,则需要基于风力发电的基本要求和运行原理来进行控制优化。

一、风力发电技术与其并网系统概述作为清洁、可再生能源的一种,风能受到了人们广泛的关注,风力发电技术也获得了很大的发展。

风力发电技术的原理是通过风能带动叶轮的旋转,带动发电机的运动进行发电。

根据现在的风机发电技术,只需要3m/s的微风便可实现发电。

相对于传统的火力发电技术,风力发电过程不需要能耗,也不会产生污染和辐射,因此获得了人们广泛的认可,尤其是近些年人们对新能源技术越来越重视,促进了风力发电技术的进一步发展。

要想风电电力能够顺利并入主电网,要求发电频率与电网频率必须保持一致。

根据风力发电所采用的技术和设备不同,可将风力发电分为恒速和变速两种形式,两种发电形式的频率都能保持稳定。

其中,恒速发电形式下对发电机运行速度要求十分严格,目前大多采用异步感应发电机技术来实现;而变速发电技术使用的则是电子变频器对发电频率进行控制。

二、风力发电并网系统的基础架构在风力发电并网系统中,微网系统是其中一个重要组成部分。

它的应用优点是当电网在运行过程中遇到了一些问题时,该系统可以对电网进行自动探测和处理。

微网主要是由小型电源负载结构、电能转换装置、储能装置等构成,在实践中,它们能够充分合理地利用输送到电网的能量,实现能量的合理分配和充分利用,从而提高电力的综合利用率。

浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势

浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势

浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势电气控制技术是指通过电氧激光以及其他电子元件来实现各种设备与机械的控制和操作。

在当今工业生产和生活中,电气控制技术应用已非常普遍,并且在不断发展和改进中。

本文将对电气控制技术的应用现状和发展趋势进行浅析,以期为读者提供对该领域的更深入了解。

一、电气控制技术应用现状1. 工业自动化领域在工业生产领域,电气控制技术被广泛应用于各种设备和机械的自动化控制中。

通过PLC(可编程逻辑控制器)、传感器、执行器等电气元件,实现生产线的自动化操作和监控,提高生产效率和产品质量。

汽车制造业中的焊接机器人、装配线搬运系统等,都离不开电气控制技术的支持。

2. 智能家居领域随着智能科技的发展,电气控制技术在家居领域的应用也日益广泛。

通过智能家居系统,可以实现对照明、空调、安防、家电等设备的远程控制和自动化管理。

用户可以通过手机App或语音助手对家居设备进行控制,提升生活的便捷性和舒适度。

3. 航空航天领域电气控制技术在航空航天领域的应用也非常重要。

航空器和航天器上的各种系统,如导航系统、通信系统、动力系统等,都依赖于精密的电气控制技术。

通过数字化、智能化的电气控制系统,提高了飞行器的安全性、稳定性和性能表现。

4. 新能源领域随着对环保和可持续发展的重视,新能源领域的发展日益迅速。

电气控制技术在太阳能光伏发电、风力发电、电动汽车等领域发挥着重要作用。

通过电气控制系统的优化设计和智能化管理,提高了新能源设备的能效和可靠性。

5. 其他领域除了上述几个领域外,电气控制技术在科研、医疗、交通、军事等领域也有着各自的应用。

科研实验设备的控制系统、医疗设备的智能化控制、交通信号灯的智能交通控制系统等,都离不开电气控制技术的支持。

二、电气控制技术发展趋势1. 智能化随着人工智能、物联网、大数据等技术的不断发展,电气控制技术也在向智能化方向发展。

未来的电气控制系统将更加智能化,能够通过学习和自适应算法实现对设备和系统的智能化控制,实现更高效、更可靠的运行。

电气自动化在风力发电应用的文章

电气自动化在风力发电应用的文章

电气自动化在风力发电应用的文章随着世界各国对环保的日益关注,清洁能源已上升为全球的能源发展战略之一。

而风力发电由于其可再生性、低碳排放等优点,越来越受到世界各国的青睐。

而电气自动化技术在风力发电中的应用已变得十分普遍。

电气自动化是指利用计算机、传感器、控制器等电子设备,实现自动控制、监测和操作等技术。

在风力发电中,电气自动化技术主要应用于风机控制、功率调节、功率滤波等方面。

首先,风机控制是电气自动化技术在风力发电中的重要应用。

随着风力发电的迅速发展,对于风机控制系统的稳定性、精度和可靠性要求也越来越高。

电气自动化技术可以通过对风机控制系统的自动化程度的提升,使得风机在复杂多变的环境下能够实现自主控制和适应性调节,并且有效提高风电发电量。

其次,电气自动化技术在风力发电中还可以应用于功率调节方面。

现代风机都会采用最大功率点跟踪控制(MPPT)系统来调节输出功率,电气自动化技术可以通过对风机出力的实时监测和数据分析,针对性的调整MPPT系统的参数,从而使其更加准确地跟踪最大功率点,提高风电的利用效率。

第三,电气自动化技术在风力发电中还可以应用于功率滤波方面。

由于风能的不稳定性和多变性,风机在发电过程中会产生很多谐波和干扰信号,影响到风机发电效率和电网的稳定性。

电气自动化技术可以通过对风机输出电流和电压的实时监测和数据分析,对风机产生的谐波和干扰信号进行滤波,保证风机的发电效率和电网的稳定性。

总之,电气自动化技术在风力发电中的应用为风力发电的科学、稳定和高效运行提供了有力的支撑。

它的不断提升和发展,将有助于推动风力发电技术不断优化和发展,更好地满足世界各国对清洁、可持续和高效能源的需求和要求。

风电场电气系统风电场中电气系统的设计和管理要点

风电场电气系统风电场中电气系统的设计和管理要点

风电场电气系统风电场中电气系统的设计和管理要点风电场电气系统设计与管理的要点随着能源危机和环境污染日益严重,可再生能源越来越受到重视。

风能作为一种广泛应用的可再生能源已经被广泛使用,风电场的电气系统作为风力发电系统的核心部件,具有决定性的作用。

本文将从风电场电气系统的设计和管理两个方面,分析和探讨其要点。

一、设计1.全面考虑电气系统的可靠性为了保证风电场的发电正常运行,电气系统必须具备高可靠性。

在设计电气系统时,应采用成熟的先进技术和设备,遵循国际标准,并通过充分的电力系统分析,确保电力系统可靠性达到最优。

2.根据风电机组的特点确定电气系统方案风电机组与传统的火力发电机组不同,需要充分考虑风力发电机组功率调节、并网控制、并网稳定性等特殊需求。

在设计风电场电气系统时,必须考虑到风力机组在不同风速下的电磁转矩特性以及变速控制的要求,进而确定电气系统方案。

3.综合考虑输电线路的优化布局输电线路是电气系统中重要的组成部分,其布局应当综合考虑因风电场布置情况、地理条件、设备配比等因素,以最优化方式选择输电线路路线、层数、电缆、导线及支架等电气设备。

4.合理进行系统保护与控制设计电气系统的保护设置和控制策略设计应合理,采用现代电气保护设备,为风力发电机组和变压器提供可靠的保护。

对系统进行全面的保护,包括过压、欠压、过流、过负荷等,确保系统安全运行。

二、管理1.监控电气设备运行状态风电场电气系统的设备种类众多,包括发电机、逆变器、变压器、开关柜、电缆等等。

运营管理方应加强对各类电气设备运行状态的监控和检测,通过定期的维护和检修,及时排除潜在故障,提高电气设备的可靠性和稳定性。

2.及时进行系统检修和维护对于风电场电气系统来说,其运行环境恶劣,容易出现各种故障。

运营管理方应定期对电气系统进行检修和维护,如防雷、洗刷、松固等。

同时,也要安排定期检测和测试,确保电气设备始终处于最好的工作状态。

3.合理设置电气设备备件库针对电气系统常见故障设备,运营管理方应建立完善的备件库,准备充足的备品备件以便能够及时更换,并且在更换后对备件进行归档化、记录化等管理,方便日后的查看和查询,保障备品备件的有效利用。

浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势

浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势

浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势电气控制技术是现代工业中的重要组成部分,它广泛应用于自动化生产过程中,能够有效地提高生产效率,降低能源消耗,提高产品质量。

随着科技的不断进步和工业的不断发展,电气控制技术也在不断创新和发展,为各行各业带来了许多新的机遇和挑战。

一、电气控制技术应用现状1. 工业自动化生产在工业生产中,电气控制技术得到了广泛应用。

在汽车制造行业中,生产线上的各个环节都需要电气控制技术来实现自动化生产,包括焊接、装配、喷涂等环节。

这些环节都离不开PLC控制、传感器检测和电机驱动等电气控制设备。

2. 智能家居系统随着人们对生活质量要求的提高,智能家居系统也逐渐成为了现实。

通过电气控制技术,可以实现家居设备的智能化控制,包括照明、空调、安防等。

人们可以通过手机、电脑等设备对家居设备进行远程控制,实现了智能化、便捷化的生活。

3. 能源管理系统电气控制技术在能源管理领域也有广泛应用。

通过对电力系统的监测和控制,可以实现对电力负荷的合理分配和调度,提高能源利用率,降低能源消耗。

电气控制技术也可以应用于可再生能源的开发和利用,如风力发电、太阳能发电等。

二、电气控制技术的发展趋势1. 智能化和网络化随着人工智能技术的不断发展,智能化已经成为了电气控制技术的重要发展趋势。

未来的电气控制系统将更加智能化,能够实现自主学习、自适应和自我优化。

电气控制系统也会更加网络化,通过互联网实现设备之间的协同工作,提高生产效率和管理水平。

2. 绿色环保和节能在未来的发展中,电气控制技术将更加注重环保和节能。

在工业生产中,通过对生产过程的精细控制和优化,减少能源消耗和排放,实现绿色生产。

电气控制技术也将更多地应用于可再生能源领域,提高可再生能源的利用率。

3. 高效、高速、高精度未来的电气控制技术将更加注重系统的高效、高速、高精度。

在工业自动化生产中,需要实现对生产过程的高速、高精度控制,以适应生产线的快速变化和产品的高要求。

新能源风力发电技术及其发展趋势分析

新能源风力发电技术及其发展趋势分析

新能源风力发电技术及其发展趋势分析摘要:当前,风力发电技术是非常重要的清洁能源之一,在多个领域中都得到了有效应用。

风能作为自然资源,是新能源的重要组成内容,借助于风能进行发电是当前新能源发电的主导方法,而且该发电方法越来越受到世界各国的关注。

所以,在风力发电过程中,为了能够有效提升风力资源的利用率,使发电过程能够更加稳定可靠,通过应用风力发电技术,可以有效降低不可再生能源的消耗,实现对自然生态环境的有效维护,对发电过程进行优化,进而使发电系统整体的效能得以强化,这样才能更好凸显其经济价值与社会效益。

关键词:新能源;风力发电技术;发展趋势引言新形势下,推进新能源革命发展新能源是尤为重要的。

随着我国能源革命的不断深化,风电为代表的新能源作为可再生能源的关键角色,风电新能源在未来的发展进程中潜力巨大。

因此当前实际工作中,需要针对风力发电控制技术进行认真研究,积极对风力发电技术进行改进和升级,并构建风电产业的人才培养体系,努力提高风电技术人才队伍的整体水平,积极发展新能源风力发电技术。

1风力发电的优点风电能源的稳定性和电能波动性较大,要求对风电项目管理不断加强完善。

风电项目的开发建设人员要坚决严格执行项目建设的各项标准,高效高质量施工。

首先风力发电不消耗任何的燃料,不会污染环境,是一种清洁、可再生的能源,被称为21世纪最主要的新能源,并且发展前景极好。

风力发电还可以根据季节的变化和风力的多少自行更换、互补和储存。

风电新能源作为新能源的代表之一,具有资源丰富、成本低、开发比较便利可行等优势。

风电可以在一些传统资源相对匮乏的地域起到十分突出的作用,充分利用风电的方式提供电能。

近些年来,我国通过补贴的途径积极扶持各地进行风电项目建设,在项目建设中,要充分考虑当地风能特性,分析研究出有独特性的实施方案,科学匹配风电转换过程中的各种问题,保障风电能源的高效稳定安全开发。

2风力发电现状所谓的新能源,就是太阳能、水力、风力等可再生资源,而不是矿物燃料。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

风力发电电气控制技术发展探讨
发表时间:2018-06-12T14:47:40.433Z 来源:《电力设备》2018年第3期作者:李俊峰
[导读] 摘要:风能源是一种新型能源,将其利用到发电过程中,能够达到节约不可再生资源的目的,是资源节约与环境保护的主要体现,但需要注意的是,受气温、气压以及环境等各方面因素的影响,风力发电的可靠性相对较差,对此,将电气控制技术应用其中能够达到解决这一问题的目的,对发电可靠性的提高十分有利。

(国电电力广东新能源开发有限公司 519000)
摘要:风能源是一种新型能源,将其利用到发电过程中,能够达到节约不可再生资源的目的,是资源节约与环境保护的主要体现,但需要注意的是,受气温、气压以及环境等各方面因素的影响,风力发电的可靠性相对较差,对此,将电气控制技术应用其中能够达到解决这一问题的目的,对发电可靠性的提高十分有利。

关键词:风力发电;控制技术;问题;发展
前言
电气控制技术指的是在先进技术的指导下,所实现的一种对多项设备的运行情况进行控制的技术。

风力发电是一种主要的发电形式,是可持续发展理念的主要体现。

本文在分析了电气控制技术的前提下,对风力发电过程中存在的问题进行了阐述,并强调了问题的存在对发电过程带来的严重影响,以此为基础,提出了风力发电电气控制技术的应用以及发展策略,希望能够为问题的解决提供帮助。

1 风力电气控制技术概述
就目前的情况看,这一技术已经被应用到了包括电厂等各领域当中。

以风力发电为例,相对于火力以及水力发电等,风力发电受自然环境影响严重,一旦气压以及空气温度等发生了变化,其发电过程也会受到影响,因此可以说,其发电过程具有不稳定性[1]。

为了提高风力发电效率,我国已经对发电机组的叶片直径进行了改良,一定程度上使得发电效率得到了提高,但鉴于风力发电所面临的自然环境的恶劣性,想要使发电过程能够更加顺利的实现,还必须加强对整个运行过程控制,这样才能达到更好的控制效果[2]。

电气控制技术的出现为控制过程的实现提供了途径,将其应用到风力发电过程中,已经成为了该领域发展的必然环节。

2 风力发电过程中存在的问题
风力发电对于能源节约以及环境保护的重要性不言而喻,但受自然环境等多种因素的影响,其在运行过程中仍存在一定的问题,主要体现在以下方面[3]:
2.1 电网质量得不到保证
风力发电具有一定的不稳定性,这是导致电网质量得不到保证的主要原因。

显而易见,风力发电主要是通过对风资源的利用而实现发电的过程,风资源本身具有很大的不稳定性,其速度以及方向均不固定,因此,若无法对其进行合理的控制,在上述两方面因素发生变化时,电力负荷以及电能均会产生一定的变化,如变化过大,超过了电网所能够承受的范围,电网质量便会受到影响。

2.2 风力发电系统构成情况复杂
受技术水平等因素的影响,目前我国风力发电系统的构成情况以及动态特性都十分复杂。

作为两种主要系统模型,线性模型与非线性模型在风力发电过程中均有所应用,但由于两者在功能的发挥以及对于环境的要求方面有所不同,因此采用传统的技术手段,统一对其进行技术控制,必定无法充分满足两种模式下风力发电系统的运行需求,由此可见,将新的控制技术应用到系统中已经开始变得尤为必要。

3 风力发电电气控制技术的应用
风力发电电气控制技术主要包括变速风力发电技术、变桨距风力发电技术、主动失速风发电技术以及定桨距失速发电技术四种,四种技术分别凭借不同的原理而实现,主要体现在以下方面:
3.1 变速风力发电技术
通常情况下,风力发电机在运行过程中其速度均保持平衡与稳定,针对这一特点,一旦自然界中的风速发生了变化,其运行情况以及发电频率便会受到影响。

变速风力发电技术的应用能够使上述问题得到有效解决。

在这一技术的基础上,发电机的转速能够根据风速的代销做出调整,在风速较大时,为了避免功率过大而引起电网的损坏,发电机能够根据风速情况自行实现转速调整,进而使功率得以平衡。

我国国土面积较大,采用这一技术能够有效的适应不同地区的不同风速情况,因此,将其应用到风力发电过程中很有必要。

3.2 变桨距风力发电技术
变桨距风力发电技术的原理在于通过对桨叶角度的调整,实现对较大的功率的调整,相对于其他电气控制技术而言,这一技术的应用所使用的材料整体重量较轻,因此即使发生外力影响,其所受到的危害也相对较小,对于风力发电持续性的保证能够起到一定效果。

但该技术同样具有缺陷,主要体现在对成本要求高这一方面。

从长远的角度看,在未来,随着对该技术科研力度的加大,其成本必定能够得到有效的减少,同时其应用范围也必定能够得到扩大。

3.3 定桨距失速发电技术
定桨距失速发电技术是在传统风力发电技术的基础上发展起来,通过对叶片结构的改良,实现对功率的控制的一种技术。

在将其应用到实际风力发电过程中后发现,该技术能够达到有效控制功率的目的,但基于其本身叶片重量的影响,该技术下风力发电的整体效率却无法得到保证。

变桨距风力发电技术是对定桨距风力发电技术的改良,解决了其中存在的桨叶重量过大的问题。

3.4 主动失速发电技术
为解决定桨距失速发电技术中存在的风力发电效率不高的问题,并解决变桨距失速发电技术中存在的对成本要求过高的问题,主动失速发电技术出现。

在综合考虑上述两种技术的优势的基础上,主动失速发电技术对两者的优势进行了继承,并对其缺陷进行了优化与改良,最终使得两种技术下存在的缺陷得到了解决。

总的来说,该技术的原理在于根据桨距角在不同情况下的变化去控制风能的捕获量以及速度,理论上看,具有较高的应用价值,但从实践的角度看,其很容易造成更加严重的失速,最终使得功率脱离控制,而对整个电网的运行造成不良影响。

解决上述技术存在的缺陷是未来风力发电领域必须研究的主要内容。

4 风力发电电气控制技术的发展
控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键技术,这是因为:
(1)自然风速的大小和方向随着大气的气压、气温和湿度等的活动和风电场地形地貌等因素的随机性和不可控性,这样风力机所获得
的风能也是随机和不可控的。

(2)为使风能利用率更高,大型风力发电机组的叶片直径大约在60~100m之间,因此风轮具有较大的转动惯量。

(3)自动控制在风力发电机组的并网和脱网、输入功率的优化和限制、风轮的主动对风以及运行过程中故障的检测和保护中都应得到很好的利用。

(5)风力资源丰富的地区通常环境较为恶劣,人们希望分散不均的风力发电机组能够无人值班运行和远程监控。

这就对风力发电机组的控制系统可靠性提出了很高的要求。

因此,众多学者都致力于深入研究风力发电的控制技术和控制系统,这些研究工作对于风力发电机组优化运行有极其重要的意义。

计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域,并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展,控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展,甚至向智能型控制发展。

定桨距型风力机指桨叶与轮毂的连接是固定的,即桨距角固定不变,当风速变化时,桨叶的迎风角度固定不变。

失速型是当风速高于额定风速,利用桨叶翼型本身所具有的失速特性,即气流的攻角增大到失速条件,使桨叶的表面产生涡流,将发电机的功率输出限制在一定范围内。

失速调节型的优点是简单可靠,当风速变化引起输出功率变化时,只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不做任何控制,使控制系统大为简化。

其缺点是叶片重量大,桨叶、轮毂、塔架等部件受力较大,机组的整体效率较低,也使得这些关键部件更容易疲劳磨损。

变速恒频风力发电机组是近年来发展起来的一种新型风力发电系统,其转速不受发电机输出功率的限制,而其输出电压的频率、幅值和相位也不受转子转速的影响。

与恒速风电机组相比,它的优越性在于:低风速时能够跟踪风速变化,在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能;高风速时利用风轮转速的变化调节风力机桨距角,在保证风电机组安全稳定运行的同时,使输出功率更加平稳。

变速恒频风力发电机组通过励磁控制和变桨距调节来实现最佳运行状态。

变桨距是根据风速和发电机转速来调整叶片桨距角,从而控制发电机输出功率,由传动齿轮箱、伺服电机和驱动控制单元组成。

随着风电控制技术的发展,当输出功率小于额定功率状态时,变桨距风力发电机组采用OptitiP技术,即根据风速的大小,调整发电机转差率,使其尽量运行在最佳叶尖速比,以得到理想的输出功率。

变桨距风力发电机组的优点是:输出功率平稳,在额定点具有较高的风能利用系数,具有更好的起动性能与制动性能,能够确保高风速段的额定功率。

结束语
我国风电的技术标准和规范不健全,包括风机制造、检测、调试、关键零部件生产及电场入网等相关标准亟需建立和完善。

因此,展望我国未来的风电产业发展,必须加强自主创新掌握核心技术;必须加大电网建设力度,合理规范风电开发;必须加大政策扶持力度,建立健全完善统一的风电标准规范体系。

参考文献:
[1]张建军风力发电电气控制技术及应用实践..2014.3
[2]刘彦东.风力发电现状及对策.2015.7
[3]王惠.风力发电电气控制技术及应用实践探析.2015.5
[4]马重芳新能源技术的发展及应用..2013.4
[5]杨民.研究分析风力发电及其技术发展.2014.10。

相关文档
最新文档