陈永鑫
福建省福能新能源有限责任公司,福建省 莆田市 351100
摘要:随着近些年来对清洁能源利用效果的不断开发,风力发电机与风力发电控制技术也成为许多学者研究的内容与方向,而风力发电机组本身是依照其定桨距失速控制以及变桨距失速控制等技术实现控制效果的,在发展的过程中只有依照现阶段的技术,基于模糊控制、神经网络控制、滑膜变结构控制以及矢量控制等模式理念实现对风力发电的控制效果,推进风力发电控制技术的应用情况,提高风力发电控制的智能化,才能更进一步的提高风力发电的质量与效果。本文就着重针对风力发电机及其控制技术进行了分析,进而展望其技术的未来发展趋势,旨在为我国风力发电机机风力发电控制技术的发展提供更多可供参考的理论建议。
关键词:风力发电;发电控制技术;智能控制;变桨距控制
引言
风力发电是一种新型的能源发电方式,通过风力发电机与风力发电控制技术的有效应用可以推动风力发电智能控制系统的建设,进而在我国的能源利用事业上起到重要的推动作用,推动其社会经济、环保价值的提高,有效的实现对发电效果与发电质量的控制。现阶段我国所重点使用的风力发单及主要依照的是定桨距风机等技术,在风力发电机及更多新技术的应用中仍然不够成熟,因此应当基于定桨恒频、变速等进行深入研究,更好地引入互联网、计算机等先进技术,实现对风力发电机效率质量的提高,有效的提高其经济效益与环保效果,推动我国风力发电事业的发展与进步。
一、风力发电机及风力发电控制技术理念概述
(一)风力发电机
(1)传统风力发电机
笼型异步发电机属于传统发电机中最为常用的一种,其工作原理是使用用于无功功率补偿的电容器,以与同步速度平行的恒定速度运行,使用恒定上升攻击或有源信息亭刀以及与一速或两速发电机一起工作。绕线式异步发电机是基于电机转子由一个外部可变电阻组成,其工作原理是通过电力电子设备调节转子电路的电阻,以调节发电机的滑差速度,使发电机的滑差频率提高10%,可以实现有限的工作变速。
为了降低异步发电机网络中功率转换器的功率,在风力发电系统中广泛使用双电源异步发电机,并且可以通过控制转差频率来实现对发电机双馈速度的控制。然而,这种类型的发动机具有电刷结构,该电刷结构的可靠性可忽略不计并且需要频繁维护,使其不适合在环境非常恶劣的风力涡轮机发电系统中运行。
(2)新型风力发电机
新型发电机是近些年来风力发电机技术改进后的新型装置设备,比较有代表性的就是开关磁阻发电机,开关磁阻发电机基于其简单的结构与高能量密度的影响,有着较好的过载能力与动静态性,可以更好的保证其可靠性与效率。
无刷双馈异步发电机是基于对电刷取消只有实现的电磁调节效果,可以有效调节速度,永磁无刷直流发电机可以将二极管与直流单波绕组进行连接,效率更高,寿命更长。永磁同步发电机是在永磁体结构上实现低风速资源应用的重点,进而可以有效的推动发电时间与发电效果。
(二)风力发电技术
现阶段我国常用的风力发电技术就是定桨距失速风力发电技术、变速风力发电技术、主动失速、混合失速发电技术以及变桨距风力发电技术。这些发电技术基本上都是依照空气动力学实现的风力运转与风力输出效果,在高效率影响下,风俗的变化与风力的变化之间形成了稳定的、趋于平稳的处理效果,更好的突出了转矩脉动补偿的优势,在风力发电中值得进一步推广应用。
二、风力发电系统智能控制技术分析
(一)模糊控制技术
模糊变结构控制是最先进的非线性系统。在系统运行期间,由于风向和负荷的变化,可能无法建立更精确的数学控制模型。模糊可变结构的控制等效于连续切换控制技术。根据系统的运行条件,它在特定的空间中移动。
该系统对参数变化不敏感,响应速度快,设计简单,可确保系统安全稳定地运行。
(二)矢量控制
矢量控制主要用于具有双供气的发动机的控制系统中,以实现最大的风能效率。该技术实现了独立的有功和无功功率回收,具有很高的抗干扰能力,可以确保风力涡轮机的稳定控制。但是,与此同时,由于当前的励磁分量,该技术将影响发电机的稳定性。通过使用现代智能管理技术收集的数据,我们还必须注意详细数据信息的提取,了解数据的规律,并在此基础上预测和分析不可见数据,以实现风能生产过程中的有效控制。
三、风力发电机及风力发电控制技术的未来发展趋势展望
风力发电机机风力发电控制系统的应用与发展有效的推动了风力发电事业的进步,在提高风力发电效率的同时,基于风力发电的成本进行降低,可以实现对风力发电质量的改善,降低噪音情况的出现,更加稳定的实现对风力发电效果与容量的控制,提高转变速度,实现直驱化、无刷化、智能化的风力发电效果,而在未来的发展中也会进一步朝着这些特点方向进行发展。
首先就推动风力发电机大型化发展,大型的风力发电机可以更好的降低对地面面积的占比,有效的实现对经济效益的提高,通过网成本与单位功率造价的控制,可以实现对风能利用效率的增强,推进风力发电机的大型化处理效果,提高风力发电机的作用与经济效益。
其次,在技术的应用上更进一步实现对变桨距与变速恒频技术的应用,对恒频技术与变桨距能量的控制可以有效的实现技术保障效果,降低发电机本身体积,与重量,进而降低了成本,增加了效益,同时还可以推动风力发电机效率与质量的提高,使得风力发电机在应用过程中可靠性得到增强,推动其发电效果与发电质量的进步。
另外,在风力发电机应用过程中,直接驱动也成为了发电机发展的重要方向,直接驱动的重点就是节省掉对齿轮箱的应用,能量的损失也会进一步降低,效率与噪声的可靠性也会随之提高,进而增强发电机在应用过程中的效率效果。
发电机的无刷化是推动发电机系统运转更高效,质量更优质的有效改进方法,同时也是风力发电机在维护运行过程中的重要内容,只有通过对无刷化的处理,才能有效的运行其可靠性,实现对维护的避免,保证发电效率在稳定的条件下进行输出与提高。
随着计算机与互联网等先进技术在风力发电系统中的应用,基于智能控制系统建设的风力发电智能化发展也成为了发展中的重要内容,因此在未来的发展中,风力发电智能控制系统也会基于模糊控制、神经网络、模式识别等智能化手段实现更进一步的智能化建设,进而克服在风力发电系统中所存在的参数问题与非线性因素的影响,提高系统的参数时变性与参数效果,避免其他因素的影响。
最后,磁悬浮技术、磁力传动技术也可以与风力发电机之间有关联性,进而通过磁力的引导与作用,推动电机进一步实现轻风起动与微风发电,实现对发电机效益、质量的推动与发展。
结论:总而言之,风力发电机的应用及发展有效的推动了风力发电事业的进步,同时也推动着我国可再生能源的利用效率,然而,在未来对风力发电机及其技术的应用过程中,只有通过对智能化控制技术与磁悬浮技术等的有效应用,基于模糊控制、神经网络以及模式识别等智能化手段的处理,提高对系统中参数效果的应用,才能避免其他因素的影响,推动风力发电事业的进步与发展,进而更好的发挥风力发电在社会、经济、环保等方面的作用效果。
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