王周
西安中车永电捷力风能有限公司 陕西 西安 710014
摘要：现如今随着我国经济建设的持续发展，进一步促进我国各行事业的不断进步，风力发电便是其中，风力发电可以更好地解决能源危机问题，同时也能在一定程度上促进我国社会主义经济建设的全面发展。面对有限的、不断减少的自然资源，全球都在高度关注再生资源，并致力于研究相关技术。我国的地理特点决定了风能具有很大的开发潜力。文章分析了常用的风力发电控制技术，希望能够为风力发电机的相关研究提供技术支持。
关键词:风力发电机;发电控制;技术
引言
在经济、科技、建筑、交通高速发展的新时期下，社会需要的能源也越来越多，但大自然中的能源是有限的，因此可再生资源就显得尤其宝贵。风能是一种常见的、应用领域非常广泛的再生能源，而且开发起来相对容易，成本低、污染小、应用前景十分乐观。
一、风力发电工程质量控制的主要构成要素
1.发电工程质量的主要内容
（1）技术质量
主要表现为在实施风力发电系统工程中从基建部分的施工操作技术到发电机组的安装，再到基础设施能够正常做到电力能源的正常输入所需要的各类技术指导，其质量的高低与实践性直接关系到工程总体的实际成效。
（2）管理质量
主要表现为将质量工程理念落实到各个施工作业环节中所需要的各类管理活动，包括财务管理、技术管理、人员设施管理以及现场安监管理等。
（3）工程质量
即表现为风力发电体系在建成之后是否能够达到设计之初的发电总量要求以及覆盖的区域范围。
2.工程质量控制的主要特征
（1）工程质量的综合型
风力发电系统工程的有效实施，是基于将环境、资源、设施、技术、人员等各类因素按照功能和职责的不同进行分布排列，有机的进行规划整合所形成的有机统一体。各分管项目的有序实施需要各部分各环节充分进行相互协调与有效对接。
（2）用途及成果的专业性
正如前者所提到的那样，工程施工的主要目的在于补充并提高区域范围内风力发电总容量的建设，不断提升对区域内各行业对于电力能源的总需求量，促使其能够与社会变革效率保持较高的一致性。
二、风力发电控制技术浅析
1.电力电子变换器控制技术
该技术的应用范围较广，在大型的风力发电系统中能够得到很好的应用。风能有着较高的能量转换率，转换后的传输效率同样很高，还能够进一步完善无功功率，安全性高。电力电子变换器的功率范围较大，运行功率较高，但成本并不高。在风电系统中加入PWM整流器，就可以有效控制最大功率，通过矢量控制的方式能够弥补整流器无功功率、有功功率的缺陷，让无功功率也能够符合整流器运行要求。PWM整流器可以实现有功功率最大化的输出量，只要按要求设置直流环节，调节风电系统的无功功率、有功功率便可。
2.风轮控制技术
①通过功率信号反馈进行控制。风轮在运行状态下，功率和实际风力条件的变化一致，分析功率关系，绘制最大功率的曲线图，就可以通过功率信号来控制风轮运行。实际操作过程中，还要比较最大功率和系统的客观输出功率，获得二者的差值，然后再调整风轮的桨距，最大限度的提高风轮的运行效率。这种控制技术的成本较低，但缺点是很难在风机运行的状态下获得最大功率的曲线。②叶尖速比的管控。在风力的影响下，风轮中的风叶尖端在转动时会产生线速度，即叶尖速。叶尖速比用来表示叶尖速以及时间范围内的风速比值。控制叶尖速比值就能很好的控制叶尖速比，继而控制风机运行。由于风速不一致，因此很难明确最理想的叶尖速比，所以要适度改变叶尖速，调节好风轮的转矩，以更好的调整风轮外边缘速度，以优化叶尖速比。
3.H∞鲁棒控制
技术。H∞鲁棒控制技术是以Hardy空间作为理论依据的，通过个别性能指标来优化无穷范数，从而得到具有鲁棒功能的控制器。H∞鲁棒控制可以有效从护理多变量，基于严谨、精确的数学基础来解决建模初期产生的误差。在风能激励的情况下，H∞的相应范数最小，控制系统的输出非常稳定，对风力发电机组而言，H∞鲁棒控制技术十分重要，如果风向和风速并不稳定，而且频繁改变，就可通过H∞鲁棒控制原理来控制变速恒频的风力发电系统，实现系统对风能的快速跟踪，以最大限度的提高风能利用效率和捕获风能的效率。
4.模糊控制技术
这是一种最具有代表性的智能控制技术，其技术理论为模糊推理及语言规则，属于高级控制技术，该技术不会受到非线性因素的影响，具有很强的鲁棒性。通过模糊控制风力发电机组，能够显著提高风能的利用率，还能实现最大功率的追踪，而且还具有变速恒频优势。正是因为模糊控制技术的优点十分突出，所以在该技术不断发展的过程中，融入了人工智能、仿人智能、神经元网络等各种技术，对于风力发电机组控制技术的智能化发展具有重要意义。在变桨距并网型风力发电机组中运用该技术，可以全面改善控制系统的动态性，有效控制踢叶尖速比、风力机的转速和风轮桨距角，保证风力发电机组能够输出恒定频率、恒功率。与PID控制器相比，模糊控制技术能够更好的减轻个抖振问题，提高发电机组的运行效率和质量。
三、创新发电工程质量控制管理的主要措施
1.建立并完善管理机制推进工程质量保证进程
（1）要建立健全质量保证体系
严格按照质量体系文件进行质量管理，做到从资源投入和过程控制上保证工程质量。例如：对于混凝土、钢筋等资源的调配与使用，应当严格按照技术设计的标准型号进行统一采购、严格审查、确定进场的步骤。
（2）要做好前期工程的准备工作
其中既包含了技术设计工作，应当做到实际数据与理论设计有效对接，增加流水作业面使施工方案科学合理，措施详实、可行、可靠。还要增强对自然环境下不可抗拒因素的预估判断，增强发电设施地域自然灾害的综合能力。
2.培养一支高素养、高水准的工程建设团队
（1）树立正确的操作观念
要增强对施工作业人员安全质量意识的培养与引导。定期对施工者轮番进行岗位培训教育，通过对其进行不间断的安全教育，引导作业者将安全理念落实到实际工程操作中。
（2）提升自身操作技能
要严格执行各类施工技术及操作流程。一方面，以监督管理、岗位技能培训为手段，着力提升操作者的职业素养，促使其能够熟练掌握各项技术参数，明悉各种施工工艺流程。在包括安装风扇机组等关键环节中做到一次到位，进而降低施工风险。
3.设立风力发电质量目的
以保障风力发电机组正常运转、提升电力输送能力为最终目标。全力确保各项工程施工环节有序进行。重点加强对各环节、各岗位的职能划分与职责确定，确保每一步都符合国家及行业技术部门制定的数据标准。按照最终施工目标来确定，风力发电的质量计划实施范围，则适用于整个工程施工环节，包括从技术设计到实践操作再到工程验收审查。确保发电工程能够真正做到“安全施工、质量第一”的操作原则。
结束语
21世纪，风力发电产业还是具有非常乐观的发展前景的，尽管仍然存在许多问题需要解决。风力发电企业除了不断研发风力发电控制技术之外，还要引进先进的机械设备，在零部件的研发方面，我国与发达国家还有很大差距，所以，应该从技术、设备两方面着手，不断汲取先进的经验，在此基础上实现自我创新，以推动风力发电技术的长足进步。
参考文献
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