张佛详
国华（哈密）新能源有限公司 新疆 哈密市 839000
摘要：风力发电作为可再生的清洁能源，其具有良好的经济效益和环境效益，所以世界各国都在致力于风电技术的研究与开发应用。基于此，以下就风力发电技术及其功率控制进行了探讨分析。
关键词：风力发电技术；功率控制；策略；分析
1风力发电技术概述
1.1风力发电技术原理
风力发电主要是将风能转化为机械能作为发电的基础，再将转换后的机械能转化为电能动能。在实际工作过程中，风会驱动风车的风机叶片旋转，在旋转过程中，利用加速机加快风机叶片的旋转速度，从而有效地促使发电机发电。用于风力发电的设备称为风力涡轮机，发电机可以分为风力涡轮机、发电机和塔三部分。风力涡轮机是将风能转化为机械能的主要装置，它主要由两个或多个螺旋桨形状的叶片组成。当叶片在风的作用下，在叶片上产生气动力来驱动风轮。为了保证风力机始终与风向对齐以获得最大功率，实际使用时需要在风力机后面安装一个类似于叶片的尾舵。风力涡轮机的塔是支撑整个风力涡轮机、尾舵和发电机的结构。设置塔的高度时,有必要考虑地面障碍物的影响在实际环境和风速的实际直径的风机叶片,确保塔的高度符合风力涡轮机的实际工作需求。发电机的主要作用是通过风力驱动风力机后，将风力机以恒速传递给发电机，最后由发电机将机械能转化为电能。小型风力发电系统一般效率较高，但这种发电机不只是由一个发电头组成，它是一个具有一定科学技术水平的系统，包括发电机和变流器。风力涡轮机一般由头、旋翼、尾和叶片组成，每个叶片都有自己的功能。风力机的叶片主要受风力的影响，并通过机头转化为电能。尾鳍发生器可以用来确保叶片总是面临着风向获得最大风力,风力发电机转子提供尾翅的正常工作,通常使用的转子是永磁励磁机,通过定子绕组电阻切削力线产生电能。
1.2风力发电的特点
风力发电在过去10年中取得了快速发展，目前全球风力发电装机容量已接近4270亿MW。风力发电技术能得到很大的推广与它的特点是分不开的。风能是一种可再生能源，风力发电需要充足的能源支持。风力发电技术建设周期短，安装规模灵活，可在最短时间内建成，风力资源充足，可靠性高，成本低，使风力发电的普及和使用迅速增加。风力发电的运行也相对简单，风力发电建设占地面积小。风力发电具有能源充足、操作简单、成本低、无污染的特点。
2我国风力发电技术发展的现状
2.1?我国风力发电的产能现状
我国地大物博，风场资源丰富，利用风能可发电量超过10亿千瓦，这些风力资源地区主要分布在地广人稀的地区，例如西北地区、华北、东北以及东南沿海部分地区。20世纪，我国实现了小型发电机的自主研发和量产，缓解和满足了农牧民海岛居民的用电需求。东部沿海地区风能资源丰富。目前，许多大型风力发电设施主要建在东部沿海地区，许多风力发电设施建在主要跨海大桥周围，还有一些主要建在风力资源丰富的丘陵地区。当然，我国的风电行业也并非一帆风顺，过去几年由于风电行业的无序发展导致了一系列的问题，如风电机组事故、风电报废现象和产能过剩等。此后，国家要求地方政府在审查风电项目时向国家能源局提出申请，有效遏制了地方政府无限制开发风能，解决了风能过剩的问题。近两年来，部分弱风电企业退出市场，我国风电行业逐步成熟，实现了稳定发展。
2.2目前的风力发电技术方面发展现状
目前我国风力发电技术的发展还主要来源于西方先进国家，很多风力发电设备还处于外购阶段，缺乏自主生产重要核心部件的能力。另外，我国的风电技术是单机扩容，风电具有很多优势，虽然前期投资成本高，但运行成本低，市场前景广阔。
使沿海地区对可再生能源的使用持续改善，减少对化石能源的依赖，减少污染气体的排放。
3风力发电机组功率控制技术
3.1风力机变桨距控制
根据叶片和轮毂的安装情况，风力机可分为定螺距和变螺距。其中，固定螺距的风轮机叶片固定在轮毂上，即使风速改变，也不会改变叶片安装角度。但有两个问题需要解决:第一，当风速超过恒定风速时，叶片具有自动调节功率的能力，使得功率接近发电机的额定值。其次，在风力机运行过程中，需要配备制动机构，以满足紧急停车的需要。在20世纪80年代，固定螺距风力涡轮机配备了用于功率调节和气动制动的叶顶扰流板。同时，固定距发电机由于结构简单、性能稳定等优点，受到发电企业的广泛青睐，其应用范围也在不断扩大。随着硬件设施的改进和基本控制理论的完善，变桨距风力机的性能和稳定性有了很大的提高。变桨距风力机叶片与轮毂采用非刚性连接。叶片的间距可以通过改变叶片,使叶片的纵向梁获得多个工作角度对应于风的方向,无论多么的风速变化,叶片可以在最好的功率角位置,所以风力涡轮机可以保持最高的转化率和的最大权力利益条件下风速不断改变。当风速大于切断风速时，风力机停止运行，叶片与桨平行，避免对风力机造成严重损坏。与固定螺距风力机相比，变螺距风力机的输出功率在额定风速下更稳定。此外，变桨距风力发电具有叶片薄、结构简单、重量轻等特点。发电机惯量不大，更适合大功率发电机的生产。传统的变螺距技术可分为电液变螺距和电伺服变螺距。为了抑制动态转矩，螺距输出的螺距角应保持在5 ~ 120(°)/S范围内。随着功率的增加，风力机叶片需要更多的驱动力来改变桨距角，也需要高强度、高精度的桨距机构作为机械支撑。
3.2风力发电机偏航控制功率
对于风力涡轮机，偏航控制系统是重要的部件，其对于风力涡轮机的控制非常重要。偏航控制系统的部件主要是偏航轴承、偏航驱动器、制动计数器、绞合电缆保护和液压回路。它与风力涡轮机控制系统一起使用，在偏航控制系统的作用下，可以确保风力涡轮机的风力涡轮机在运行期间始终处于迎风状态。不影响风力涡轮机的发电操作，并且将提高发电效率。偏航控制系统可分为两种类型，被动前风和主动迎风。无源迎风型用于小型独立风力发电系统，偏航控制系统将被动地面向风。主动逆风偏航控制系统用于大规模并网风力发电系统，并且在应用过程中需要从顺风方向接收风向标信号。然后，风力系统被主动控制以用于风力操作。
3.3风力发电机控制的分析
风力发电技术功率控制可以通过风力发电机来控制功率输出。风力发电机大多采用双馈异步风力发电机。双馈异步发电机的最大好处就是可以根据风速变化进行适当调整，这样可以保证风力发电机的运行始终是最佳状态，对风能利用率的提高有很大帮助。同时，在双馈异步风力发电机运行过程中，通过控制馈入的电流参数，在保持定子输出的电压和频率不变的基础上，调节电网的功率因数，保障风力发电机的系统稳定。
4结语
风力发电机在现今应用的越来越广泛，尤其是随着能源结构的不断改变，对于风力发电的重视程度也越来越高。在风力发电过程中，风力发电机的发电效率和运行安全性和稳定性是风力发电机组研究的重点。因此，在风电机组研究过程中，有必要不断研究原风机的发展趋势，不断整合高新技术，提高风机的随机运行效率。对于风力涡轮机的功率控制问题，有必要改进预定的风力涡轮機的结构和材料的质量，以提高风力涡轮机在不同风速下的运行效率。增加自然风能的捕获，提高风力发电的发电效率和质量。
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