董生博
宁夏电投新能源有限公司 宁夏 吴忠 751100
摘要：截止2020年10月份全球人口总数高达75亿之多，在人口快速增加的同时能源短缺和环境日益恶化也是不可回避的问题，而风能作为可再生清洁能源已经受到各国政府的重视。由于具备巨大的经济社会以及环保价值，至本世纪初以来，风电技术已经有了巨大的发展，虽然在目前我国风力发电制造技术和电控技术已经取得了长足进步，但是与欧美发达国家相比仍然存在很大差距，比如在风机的大型化以及主动失速控制等技术方面还需要不断追赶。
关键词：风力发电机、风力发电控制技术、智能控制
引言：发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要设备，风能是属于低密度的能源。虽然具备巨大的经济效益，发展前景也极其广阔，但问题就在于具有不稳定性以及随机性的特点。因此，控制技术就是有效保证风力发电机组安全高效运行的关键所在。对此，就需要研制性能良好的发电机系统和先进的控制技术。
1.传统风力发电机
可以分为笼型异步发电机以及有刷双馈异步发电机等，其中笼型异步发电机其原理就是利用电容器进行无功补偿，但由于电机转子整体强度和刚度都很好，因此也不会担心在运转过程中出现飞逸，适合于风力发展这种场所。就最近几年来看，该型发电机日趋成熟，并且在世界各地风电场是深受欢迎，缺点就在于效率低。至于有刷双馈异步发电机，也是被广泛用于风力发电系统当中，但由于可靠性能差，并且在平时也需要经常进行维护，鉴于其特点，不适合运行在环境较为恶劣的风力发电系统当中。
2.新型风力发电机
主要包括开关磁阻发电机、永磁无刷直流发电机以及永磁同步发电机等等。其中由于开关磁阻发电机具有结构简单、能量密度高以及具有可靠性等诸多优点，电机运行时，各个物理量随着转子的变化做出周期性的变化。由于启动转矩大具有良好的低速性能，因此大多数是用于小型的风力发电系统当中。而永磁无刷直流发电机，由于是采用二极管来取代电刷装置，因此其特点就在于电压波平稳永磁同步发电机寿命长效率高，也同样适合于小型风力发电系统当中。
3.风力发电系统的智能控制
到目前为止，由于影响风力发电的因素比较多，并且其控制过程也比较复杂具有不确定性和多干扰的特点。相比于传统的素质控制方法，存在诸多漏洞，因此在当前，大多数都是采用模拟人类活动与信息传递过程的智能控制。
3.1模糊控制
该方法也是一种较为典型的智能控制，其最大的特点就是将过往的经验以及相关的知识表达为语言规则进行有效控制，必须要认识到风力发电系统是随机性的非线性系统，因此模糊控制也非常适合于对风力机的控制，在发电机转速跟踪以及最大风能捕获等诸多方面，都取得了非常好的效果。而笼型异步发电机则是采用模糊控机制对跟踪设备进行改进，通过对参量的设置与学习，可以调节电机的转动效率。
3.2神经网络控制
人工神经网络凭借其丰富的非线性模型映射机制以及较为高效的自主学习能力,为自适应控制过程提高了极大的帮助。在风力发电系统当中，神经网络可以根据专家的经验，凭借以往观察风速的数据，对风速进行预测。此外，在变浆距风力发电系统当中，可以利用神经网络控制器在线学习，有助于实现快速捕获风能，有效减少机械负载力矩。也可以根据当时的实际情况，按照风速大小以及发电机的整体状况建立神经网络自适应控制模型，提高效率降低事故的发生率，从研究观测数据当中寻找出规律，并且充分利用这些规律对于未来所无法及时观测到的数据进行预测，从而实现了有效控制。
4.技术发展趋势
为了提升风力发电效率，降低经营成本减少在发电过程中所产生的噪音，使之完全成为清洁无污染的绿色能源实现可靠运行。对此就需要向大容量、智能化以及微风发电等方向发展。首先，在大型上可以有效减少对土地的占用，降低单位建造成本提高风能利用效率。采用变浆矩和变速横频技术也为大型风力发电机的控制提供了技术上的保障，可以减少发电机的体积，降低运营成本增加发电量提高经营效益。而采用风力发电机直驱驱动可以减少齿轮箱，尽量降低能量损失以及减少发电成本以及等运转过程中所产生的噪音，不仅有利于提高运行效率，同时也提升了整个系统的可靠性。采用无刷化，可以有效保证整个系统安全运行，有利于降低人工成本实现免维护提高发电效率。此外磁力传动技术和磁悬浮技术的使用，能够在最大程度上实现微风发电提升风力发电的经济效益，而采用智能化控制，可以有效克服风力发电系统的参数时的非线性因素。
结束语：在现阶段的可再生能源技术当中，毫无疑问风力发电技术是发展速度最为快速的技术之一，虽然我国在这领域当中起步时间较晚，但是在总体应用上已经领先于欧美国家，并且在风电产业的发展上也具备了非常好的条件，幅员辽阔，部分地区常年处于大风环境中。然而对于某些关键技术，仍然是落后于人，因此想要在风力发电上取得好成绩那么就需要在这些关键技术上进行突破，才能够为我国经济的发展作出有益贡献。
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