杨宏伟
中国电建集团江西省电力建设有限公司 江西南昌市330001
摘要：对于我国的发电方式而言，依然采用传统的火力发电和水利发电为主要内容，但是根据生态环保方面的理念，在资源约束的情况下，传统火力发电方式规模已经在逐渐地进行降低。但是在不断扩大的城市规模背景下，使其出现了相对比较大的电力缺口问题，虽然我国在风力发电行业中已经投入了相对比较大的资金，但由于风力发电趋于地广人稀方面的原因，在控制系统中依然存在较多的问题。基于此，本文章对风力发电机及风力发电控制技术分析进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：风力发电机；风力发电控制技术
引言
风力发电机组具有高密度技术以及自动化装置，具有高度的复杂性，任何一个部件出现故障均有可能导致整个机组停。从这一环节来说，保障发电机组的稳定运行是一个关键环节，此外平稳安全的电力并网对维护电网系统安全有着重要意义。
1风力发电系统的工作原理
风能的主要目的是利用风能发电。这是开发清洁能源的最重要和最有效的方法。风电场的组成部分主要包括导向轮、发电机、变压器等。其中，导轮的主要作用是在风力采集后将风力转化为机械能源，然后通过风力发电系统的发电机将其转换为交流电力。发电机通过变压器将交流电源转换为与电源电压相符的交流电源，最后通过变压器集成到电网中。
2风力发电系统控制策略分析
目前，最大风能追踪控制策略主要有：最佳叶尖速比法、三点法、反馈功率信号法等，近年来，国内外学者基于上述控制策略做了很多改进，如模糊自适应控制、改进爬山搜索法，最佳功率曲线法、滑模控制法等控制策略。功率解耦常采用的控制方法有：矢量控制、模糊控制、自抗扰功率器控制策略。GSC控制主要包括直流电压控制和交流电流控制两个方面，三相电压源型变换器常被用于此控制，来建立双PI闭环控制，外环是直流电压控制环，内环是交流电流控制环。采用矢量控制的SPWM技术对交流侧电压进行控制。提出的对功率的预测控制，动、静态性能较好，但由于该方法矢量选择比较复杂，而且可能存在矢量租用时间为负的问题。
2.1最佳叶尖速比控制
该方法作为风力发电系统控制中的关键方法，主要工作原理在于依托对应的风力环境条件技术对风电机组的轮叶运行速率参数进行相应调整，能够在最佳叶尖速比条件下实现系统的运转，确保在发电过程中运行的稳定性，由此实现稳定的电能输出。在现实场景中，可以采用相应的智能化传感器检测设备及智能分析技术实现风力检测和转速的相应调整，使发电系统可以在最佳工作状态下运转，实现电力发送效率的提高，提升用户体验，降低运行成本。从当前应用情况来看，这种操作方式较为简单便捷，调整效果优越，但由于其是自适应控制系统，整个调整过程处于动态过程中，这样容易给轮叶带来损害，造成后期维护成本增加。
2.2利用功率信号的反馈
采用功率信号反馈，更好地控制风力发电机运行时的功率信号，其性能符合实际情况，然后分析功率情况。然后绘制一个性能最大的图表来执行上述任务。在实践中，还应该将最大功率与系统中的实际输出功率进行比较，以确定它们之间的差异大小，然后再调整扭矩以最大限度地提高风力发电机的工作效率。这样，成本就不必过高了。但是，风扇运转时很难达到最大功率曲线。
2.3最大负载功率曲线控制
最大负载功率曲线控制的本质为依托数据处理技术、云计算技术等当前新兴技术，对风电机组的输出参数进行数据分析，并将其转化为直观可见的曲线图，注明坐标，可以较为显著地确定最佳功率取值点，并以此实现风电机组参数调整。这一方法的最大优势在于不需要开展风速测量工作就可以提升控制过程，更多地避免了人为参数调整，有助于降低人为因素导致参数调整失误，有助于提升整体系统运行稳定性。
3风力发电控制技术的发展策略
3.1风力发电自动化控制系统中运用智能化技术
对于风力发电的自动化控制系统而言，是需要在传输系统的合理应用之下进行数据的传输，然而将其智能化的技术合理地融入到其中，ICP/TP的传输协议而将会得到更加全面的应用，在标准化之后的传输协议能够成为一个共享的传输系统，同时一个完善以及综合的布线系统和网络设备能够将其不同系统内部间的通信问题进行解决。此外公共局域网的智能化系统在共享一个传输网络过程中是不会存在问题的，通过相关的分析技术便可以更好地进行了解，同时风力发电的自动化控制系统的用户端设备主要是根据公共局域网以及宽带路由器等进行相应的访问，使其可以实现智能化的控制。然而对于可视对讲的系统用户端而言，主要是作为一种室内的共享设备，可以有效的去访问风力发电系统的局域网，在管理系统内部的绝育网应用下合理地去访问In-ternet，同时在网络进行合理规划之后可以有效的完成。
3.2风力发电运用变速风力发电技术
转速动力学使风能能够在运行时通过确定运行时的风速和风速速度来调整合理的运行状态，从而使发电机的频率保持不变，从而超越以前使用的恒定速度。变速技术的运行因风速而异，遇到较高转速时，发电机会及时调整转速，以防止发电机因功耗较高而影响电能质量和效率。当风速较小时，发电机会及时调整转速，以保持风力发电并保持性能稳定。风力发电技术得到广泛应用，因为它调整了转速，而且由于风力条件不同，我国部分地区不符合风力发电的要求。
3.3风力发电施工过程中要做好电缆工作施工
在安风力发电施工过程中，电缆的设计及敷设工作也是一项至关重要的工作。在具体操作中，安装人员要科学合理的应用屏蔽和非屏蔽电缆，合理分配多芯电缆的信号传输，避免有源信号和无源信号两者之间出现相互干扰的情况。安装人员要尽可能的减少中间环节，以控制系统信号分散工作为例，最好一次性完成，避免设置端子箱，通过的方式，能够避免端子箱干扰到控制系统，并且还减少了安装工作量，工作效率明显提升。在对电缆进行敷设的时候，施工人员禁止同时对强电缆和弱电缆进行施工，同时要科学合理的控制好电缆之间的距离，确保距离在标准范围内，避免由于敷设电缆导致仪表出现混乱的情况。此外，在电缆敷设的时候要严格的按照相应的流程及要求来展开敷设工作，最大限度的避免由于电磁问题干扰到热控自动化控制设备耽误正常运行。最后，在电缆敷设的时候要充分考虑到温度因素，禁止将其敷设在高温区域，避免损毁电缆，要尽可能的将其敷设在干燥的区域位置，避免出现腐蚀等现象，为风力发电控制设备的正常运行提供保障。
结束语
我国风力资源雄厚，但是分布不够均匀，西北和海上风电资源尤为丰富，而内陆平原地区相对贫乏。因此，面对风力发电系统的约束条件，必须通过信息技术和智能技术，将风力发电系统管理起来，实现统一控制与运维。大量的分布式发电电源接入给电力系统带来的诸如调度和控制困难、电网运行的安全性和可靠性等问题也逐渐表现出来。分布式发电由于地理位置分布较广，对于通信和数据采集系统的要求也相应增加，同时也给分布式发电设备的运行维护带来了较大的挑战，对系统的运行控制提出了更高要求。
参考文献
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