祁东 郭海
中广核青河太阳能有限公司
摘要：在我国社会生产力不断提高的背景下，不论是工业生产还是人民日常生活的用电需求都在不断增加，我国社会总用电量呈现逐年持续增长的态势。传统的火力发电形式会产生大量的能源消耗，从而加剧我国能源紧张的问题，还会对生态环境造成一定的污染。因此，近些年来我国风力发电建设规模在不断增大，为我国社会发展输送了大量稳定、安全的电力能源。本文对风力发电中电力电子技术进行了深入的研究与分析，并提出一些合理的意见和措施，旨在进一步促进我国风力发电技术水平提高。
关键词：风力发电；电力输送；清洁能源；电力电子技术；优化措施
风能作为重要的可再生能源，在发电方面取得广泛的应用。风力发电主要受风能的影响，而风能受风速、强度的影响，风速越快、强度越高所产生的风能也就越高，从而能够产生更多的电力能源。但是风力发电对于发电系统的要求较高，其中需要使用大量的电力电子技术和相关电力器件，才能够组成安全、高效的风力发电系统。因此，需要加强对风力发电中电力电子技术的研究，不断提高技术水平，才能够更好地解决当前风力发电中存在的问题，推动我国风力发电产业不断向前发展。
1风力发电系统中的电力电子器件
风力发电系统是由多个电力电子器件所构成的系统，通过相应的技术将这些器件进行连接，使其能够成为一个完整的系统，实现将风能转化为电能，再将电能通过供电网络输送到社会生产中。风力发电系统中主要由以下电力电子器件：
1.1交直交变频器
我国当前采用的风力发电系统具有便利恒频的特点，需要通过变频装置来进行电能转化，从而将电能输送到供电网络之中，但是当前我国风力发电系统中经常出现电压谐波过多、功率较低的问题。在风力发电系统中加入交直交变频器，就能够很好地解决这一问题，能够优化风力发电系统的控制，从而实现双向交流，构成变速恒频与无刷双馈电机系统。目前交直交变频器主要在我国沿海城市的风力发电系统中使用，在很大程度上提高了风力发电系统的有功和无功转化效率，在风力发电系统机组变速的同时，能够使提高风能的转化效率，并降低风力发电机组所产生的噪音[1]。
1.2矩阵变频器
矩阵变频器在电力电子技术中占有重要的位置，且其性能与风力发电系统有着更高的契合度，因此在我国主流的风力发电系统中有着较为广泛的应用。矩阵变频器作为一种新型电源变换器，能够实现风力发电过程中交流电的多种参数变化，与风力发电系统中其他转换器共同配合，能够完成调节风力发电频率、电压参数等多项工作，并提高风力发电系统的控制能力，使风能能够得到较好的控制。
1.3IGBT
IGBT在风力发电系统中主要负责中功率控制个工作，IGBT可以完成切断电流或使用PWM技术进行无源逆变等处理工作，能够使直流输电为无交流电源的负荷点输送电力。但是IGBT在实际应用的过程中，会受到其他因素的干扰，例如当风力发电系统出现稳定性问题时，会导致IGBT的正常运行状态出现较大的波动，因此我国风力发电系统研究人员对IGBT电力电子器件进行了优化，将IGBT与SPWN逆变器结合使用，从而提高了风力发电系统的稳定性，并改善了风力发电系统的运行功率，能够在降低运行功率的同时提供较为稳定的电力输送[2]。
2风力发电中电力电子技术的应用实践
电力电子技术在我国风力发电系统中的应用实践主要可以分为四个方面，即风力发电机系统、风力发电系统电能储存、输电技术和风电补偿，以下是对电力电子技术在该四个方面的应用实践分析：
2.1电力电子技术在风力发电机系统中的应用实践
在过去很长一段时间内，我国风力发电机系统中的主要控制方式是失速控制以及主动失速度控制，但是这种控制模式会导致风力发电系统出现功率不稳定的问题，从而导致电能出现严重的损耗，产生了大量的资源浪费。针对此情况，我国风力发电系统研究人员在结合电力电子技术后，将失速控制模式调整为变速恒频控制模式，该模式能够有效提高风力发电系统的稳定性，且通过双馈感应电机能够使电能产生过程中不需要经过无功补偿，从而在很大程度上降低了电能损耗，提高风力发电系统的电能转化效率与电能输送质量。除此之外，电力电子技术中的变换器等系统近些年来在我国风力发电系统中也得以使用，将传统的变速箱从风力发电系统中移除，从而使风力发电系统整体结构更加合理，有效提高了风力发电系统的运行效率和运行稳定性。
2.2电力电子技术在风力发电系统电能储存中的应用实践
风能作为清洁可再生能源，与传统的火力发电相比虽然具有很多的优势，但是因为风力发电系统所产生的电能由风能所确定，而风能又受风力强度大小和风速影响，所以风力发电系统同样存在一定的缺点，具有供能不稳定的问题，从而导致风力发电系统电能产出变化较大，且因为风能不能直接储存，风力发电系统的局限性问题逐渐暴露。为了解决这一问题，我国风力发电系统研究人员转变了思路，采用蓄电池将风能转化的电能进行储存，在保证供电稳定的基础上，对多余的电能进行了有效储存，在风能较小的情况下，所储存的电能就可以继续为供电网络提供电力输送，从而提高了风力发电系统的供电稳定性。为了进一步提高电能储存效率，降低电能储存过程中所产生的自然消耗和浪费，近些年来电力电子领域中的超导线圈在风力发电系统电能储存中也有所应用，但是应用成本较高，所以还没有全面普及，还处于不断的技术研发过程中。电力电子技术在风力发电系统中的应用，使得具有随机性的风力发电系统在电能储存方面的效率有了很大的提升，在很大程度上提高了风力发电电能储存系统的稳定性和可靠性，尤其是对于一些风力发电站建设位置较为偏远的位置，未来电力电子技术的应用效果会得到进一步的增强[3]。
2.3电力电子技术在风力发电系统输电技术中的应用实践
风力发电系统所产生的电能最重要输送到用电户中，才能够完成电力输送，但是因为风力发电站建设对于环境要求较高，所以风力发电站一般建立在位置较为偏远的地区，例如海上风力发电站、山区风力发电站、草原风力发电站，这些地区的风能较为充足，但是因为距离较远，且风力发电具有不稳定的特点，进一步增加了电力在输送过程中的消耗。在风力发电系统输电技术中采用电力电子技术，能够实现高压直流输电和异步联网，从而能够提高电力输送效率，降低电力输送过程中产生的不必要消耗。
2.4电力电子技术在风力发电系统风电补偿中的应用
风力发电机组的位置是在电网的最后，所以很容易遭受谐波的污染，从而出现电源波动较为剧烈的问题，因此需要对风力发电机组进行滤波，且需要对电能进行补偿，才能够确保风力发电系统能够输送稳定的电力能源。电力电子技术在风力发电系统中的应用，就很好的解决了这一问题，通过无功补偿器和有缘电力滤波器等，能够实现对风力发电良好的补偿，使风力发电系统所产生的电力能源更加充足，电能质量也有了很大的提高。
结束语
综上所述，本文详细阐述了电力电子技术在风力发电系统中的应用，希望可以对我国风力发电研究行业起到一定的促进作用，加速提高我国风力发电系统技术水平。
参考文献
[1]潘特. 电力电子技术在风力发电中的实践运行探讨[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(002):P.516-517.
[2]刘越. 新能源时代电力电子技术在风力发电中的应用探索[J]. 科技经济导刊, 2020, v.28;No.707(09):P.37-40.
[3]姜传彦, 王利军. 关于风力发电与电力电子技术对新能源的开拓探讨[J]. 科学与信息化, 2019, 000(001):P.89-90.