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摘要:风力发电电气控制技术在提高风能转化为电能的效率,提高其稳定性中发挥着重要的作用,必须加强相关技术的优化与开发工作,促进风力发电电气控制技术的发展。鉴于此,本文主要分析风力发电电气控制技术及应用。
关键词:风力发电;电气控制;应用
中图分类号:TM76 文献标识码:A
1、风力发电现状分析
众所周知,风能是新时期大力推进的新型清洁能源,其优点有目共睹,但也具有不可避免的局限性。它的优点主要是没有污染,永远不会衰竭;但其局限性也较大,比如风力发电的稳定性比其他发电方式弱,且风能不能储存,只能实地采取。因此,在我国风力发电的发展过程中也遇到了不少问题,主要问题是对电能、电网质量的影响较大,因为风的速度和方向变化随机。这种随机性会引起负荷和电能发生一系列变化。如果电网的规模较小,其稳定性多多少少也会受到影响;但如果电网规模较大,就会影响到电能质量。不仅如此,我国目前各大风力发电所的使用设备也有着不容忽视的局限性,它们的特性一般较为复杂,所以无法对其进行有效的风力发电控制。更重要的是,我国目前有两种风电系统的模型,分别是线性模型和非线性模型。线性模型一般与传统的控制方法相结合,它要想实现最大量风能捕获,就要调节发电机的相关属性,这种方法是较为简单的。但与非线性模型相比,线性模型在工作范围、环境等多方面都有很大的不同。如果采用传统的控制方法,就无法满足风力发电过程中的各项需求,也就会阻碍我国风力发电的发展。
2、风力发电的现状问题
2.1、风力发电系统设备不完善
根据现状来看,许多风力发电系统的建设较为注重核心功能设备的安装,
对于一些辅助性功能的设备存在一定疏忽,导致许多功能作用无法得到充分发挥,这种复杂动态也不利于风力发电系统的电气控制作业。同时,我国风力发电系统模型主要分为非线性模型和线性模型,其中非线性模型具有极高的复杂性,相比线性模型还存在着较高的不成熟型,不利于电气控制工作的有效展开。而线性模型的应用方向适用于传统风力系统,通过提高风能捕捉量对发电机的重要属性进行调节和控制,这种方法具有一定的简单性,但是其工作范围和工作环境存在一定局限性,而且传统的电气控制技术已经无法满足于风力发电系统的发展需求,极大阻碍着风力发电系统的持续发展。
2.2、外界因素的不利影响
在风力发电系统的运行过程中,除了发电设备自身的故障问题会影响到发电系统的稳定运行,还存在着诸多外界因素的不利影响,主要包括有自然因素和人为因素。就自然因素来说,一般风力发电系统的建设都处于高水平面的地理环境,这些地方的温度、大气压、雷雨以及湿度等自然因素的变化较为极端,不仅会影响到风力发电系统的稳定运行,在很大程度上也会造成风力发电系统的损坏,严重影响到风力发电系统的正常运行。就人为因素来说,风力发电系统的控制工作具有较高的复杂性和专业性,若是工作人员不具备相应的专业能力和工作意识,在实际工作中很容易出现违规操作或疏漏操作,不仅无法有效保证风力发电系统的安全性能,也会造成诸多的不利影响,甚至是直接导致风力发电系统的故障问题。
3、风力发电电气控制技术的应用
3.1、变桨距发电技术
在风力发电的过程中,如果用于风力发电的机组出现输出功率不高的问题,风能的利用率因此也会下降,对发电的效果造成极大的影响,控制风力发电机组的风速功率显得尤为重要,而变桨距发电技术的应用就是专门解决这一问题的,通过桨叶角度的改变,确保风力发电机组在风速过高的时候得到有效的控制,进一步提高风能的利用率。另外,随着科学技术的发展,变桨距的扇叶在制造时所用的材料更加轻便,使得扇叶的重量有所降低,整体重量随之下降,对应的冲击荷载也下降了,这样的做法在运行中降低了事故发生的几率,控制工作变得相对容易了很多,但是也带来另一个问题,那就是变桨距在运转中,稳定性较差成为了新的需要解决的问题,失稳问题的出现,需要投入大量的人力物力,增加了人力和物力資源的消耗,相信随着不断提升的电气控制技术水平,这一问题终有一天会得到缓解,甚至是妥善的解决。
3.2、定桨距失速发电技术
一般在发电机组的设置过程中都要进行并网,这对于发电机组的稳定运行有着决定性的影响作用,为了提高发电机组的作用率,我国技术人员研发除了定将失速发电技术,并将这项技术应用到实际的风力发电系统中,使传统发电技术和新型发电技术得到有效结合运用,最大化确保了风力发电系统的运行轨迹。同时,定桨距失速发电技术的主要目的就是控制发电机组的功率,这就反映出定桨距的本身构建极为复杂,而且还存在着高重量和大体积等情况,在这种情况下就无法保证发电机组的运行效率,所以在一些风力等级较高的风力发电系统中并未采用这项技术,而这也是技术人员的重要研究方向。
我们从中可以看出,该技术的一项非常重要的目的就是进行功率限制,因此,其自身的构造较为复杂,且体积和质量较大,即使可以达到限制功率的目的,整个机组的运行效率也难以得到保证。所以,在这项工作的推进过程中,它的一项主要工作就是进行功率限制。功率限制主要是通过复杂的叶片结构以及较大的质量来实现的。但这无疑会对发电机组的整体运行效率造成影响,在风力级数较高的地区当中,这项技术还没有得到广泛应用。所以,在将来的风力发电电气控制技术中,我们要考虑如何才能在风力较大的地区运用这项技术。
3.3、主动失速发电技术
这一技术整合了定、变桨失速风力发电技术,因此又称作混合失速发电技术,根据风速的变化、风向的变化对桨距角进行合理的调整,实现对风能捕捉量的控制和风速的控制,能量转化效率极高,风力发电的运行效益得到了很高的保障。但在实际应用中,失速问题频频出现,这就导致功率输出受到不同程度的影响,对电气控制极为不利。加强技术改进势在必行。
3.4、变速风力发电技术
变速风力发电技术的主要目的就是针对风力发电机的原有恒速进行影响和控制,根据不同风速控制风力发电机的运行情况,以此保证恒定发电频率。由于风力发电机会受到风速变化的影响,为保证风力发电机的运行效率就要根据实际情况调整相关的风轮转速指标,并注重输出功率的平稳性,从而有效确保风能能量。这种技术代表着风力发电的发展方向,恒速发电技术将成为风力发电的核心技术。
总之,现如今,科技无界限,电气控制技术已经越来越广泛地应用于风力发电行业。近年来,国家政策大力推进新能源建设,风力发电的相关项目也逐渐发展起来。但风电行业是一个比较复杂的行业,要想获得高效率的收益,电气控制技术在风力发电行业中的重要性也就随之显现。风能是一种新型能源,我们应该仔细考虑如何提高风力发电的整体效益。由此可见,研究风力发电电气控制技术的发展对目前我国的新能源发展有着极其重要的意义。
参考文献:
[1]王惠.风力发电电气控制技术及应用实践探析[J].中国高新区,2017(22):123.
[2]李武东.谈风力发电电气控制技术及应用实践[J].科技与创新,2017(18):147+150-151.
[3]张建军.风力发电电气控制技术及应用实践[J].山东工业技术,2017(16):181.
[4]李轶男.试析风力发电设备的电气控制技术[J].中国战略新兴产业,2017(28):197.
[5]丁江流.风力发电电气控制技术及应用实践探析[J].科技创业月刊,2016,29(22):142-143.
[6]邵金云.风力发电电气控制技术发展探讨[J].科技展望,2016,26(04):93.
关键词:风力发电;电气控制;应用
中图分类号:TM76 文献标识码:A
1、风力发电现状分析
众所周知,风能是新时期大力推进的新型清洁能源,其优点有目共睹,但也具有不可避免的局限性。它的优点主要是没有污染,永远不会衰竭;但其局限性也较大,比如风力发电的稳定性比其他发电方式弱,且风能不能储存,只能实地采取。因此,在我国风力发电的发展过程中也遇到了不少问题,主要问题是对电能、电网质量的影响较大,因为风的速度和方向变化随机。这种随机性会引起负荷和电能发生一系列变化。如果电网的规模较小,其稳定性多多少少也会受到影响;但如果电网规模较大,就会影响到电能质量。不仅如此,我国目前各大风力发电所的使用设备也有着不容忽视的局限性,它们的特性一般较为复杂,所以无法对其进行有效的风力发电控制。更重要的是,我国目前有两种风电系统的模型,分别是线性模型和非线性模型。线性模型一般与传统的控制方法相结合,它要想实现最大量风能捕获,就要调节发电机的相关属性,这种方法是较为简单的。但与非线性模型相比,线性模型在工作范围、环境等多方面都有很大的不同。如果采用传统的控制方法,就无法满足风力发电过程中的各项需求,也就会阻碍我国风力发电的发展。
2、风力发电的现状问题
2.1、风力发电系统设备不完善
根据现状来看,许多风力发电系统的建设较为注重核心功能设备的安装,
对于一些辅助性功能的设备存在一定疏忽,导致许多功能作用无法得到充分发挥,这种复杂动态也不利于风力发电系统的电气控制作业。同时,我国风力发电系统模型主要分为非线性模型和线性模型,其中非线性模型具有极高的复杂性,相比线性模型还存在着较高的不成熟型,不利于电气控制工作的有效展开。而线性模型的应用方向适用于传统风力系统,通过提高风能捕捉量对发电机的重要属性进行调节和控制,这种方法具有一定的简单性,但是其工作范围和工作环境存在一定局限性,而且传统的电气控制技术已经无法满足于风力发电系统的发展需求,极大阻碍着风力发电系统的持续发展。
2.2、外界因素的不利影响
在风力发电系统的运行过程中,除了发电设备自身的故障问题会影响到发电系统的稳定运行,还存在着诸多外界因素的不利影响,主要包括有自然因素和人为因素。就自然因素来说,一般风力发电系统的建设都处于高水平面的地理环境,这些地方的温度、大气压、雷雨以及湿度等自然因素的变化较为极端,不仅会影响到风力发电系统的稳定运行,在很大程度上也会造成风力发电系统的损坏,严重影响到风力发电系统的正常运行。就人为因素来说,风力发电系统的控制工作具有较高的复杂性和专业性,若是工作人员不具备相应的专业能力和工作意识,在实际工作中很容易出现违规操作或疏漏操作,不仅无法有效保证风力发电系统的安全性能,也会造成诸多的不利影响,甚至是直接导致风力发电系统的故障问题。
3、风力发电电气控制技术的应用
3.1、变桨距发电技术
在风力发电的过程中,如果用于风力发电的机组出现输出功率不高的问题,风能的利用率因此也会下降,对发电的效果造成极大的影响,控制风力发电机组的风速功率显得尤为重要,而变桨距发电技术的应用就是专门解决这一问题的,通过桨叶角度的改变,确保风力发电机组在风速过高的时候得到有效的控制,进一步提高风能的利用率。另外,随着科学技术的发展,变桨距的扇叶在制造时所用的材料更加轻便,使得扇叶的重量有所降低,整体重量随之下降,对应的冲击荷载也下降了,这样的做法在运行中降低了事故发生的几率,控制工作变得相对容易了很多,但是也带来另一个问题,那就是变桨距在运转中,稳定性较差成为了新的需要解决的问题,失稳问题的出现,需要投入大量的人力物力,增加了人力和物力資源的消耗,相信随着不断提升的电气控制技术水平,这一问题终有一天会得到缓解,甚至是妥善的解决。
3.2、定桨距失速发电技术
一般在发电机组的设置过程中都要进行并网,这对于发电机组的稳定运行有着决定性的影响作用,为了提高发电机组的作用率,我国技术人员研发除了定将失速发电技术,并将这项技术应用到实际的风力发电系统中,使传统发电技术和新型发电技术得到有效结合运用,最大化确保了风力发电系统的运行轨迹。同时,定桨距失速发电技术的主要目的就是控制发电机组的功率,这就反映出定桨距的本身构建极为复杂,而且还存在着高重量和大体积等情况,在这种情况下就无法保证发电机组的运行效率,所以在一些风力等级较高的风力发电系统中并未采用这项技术,而这也是技术人员的重要研究方向。
我们从中可以看出,该技术的一项非常重要的目的就是进行功率限制,因此,其自身的构造较为复杂,且体积和质量较大,即使可以达到限制功率的目的,整个机组的运行效率也难以得到保证。所以,在这项工作的推进过程中,它的一项主要工作就是进行功率限制。功率限制主要是通过复杂的叶片结构以及较大的质量来实现的。但这无疑会对发电机组的整体运行效率造成影响,在风力级数较高的地区当中,这项技术还没有得到广泛应用。所以,在将来的风力发电电气控制技术中,我们要考虑如何才能在风力较大的地区运用这项技术。
3.3、主动失速发电技术
这一技术整合了定、变桨失速风力发电技术,因此又称作混合失速发电技术,根据风速的变化、风向的变化对桨距角进行合理的调整,实现对风能捕捉量的控制和风速的控制,能量转化效率极高,风力发电的运行效益得到了很高的保障。但在实际应用中,失速问题频频出现,这就导致功率输出受到不同程度的影响,对电气控制极为不利。加强技术改进势在必行。
3.4、变速风力发电技术
变速风力发电技术的主要目的就是针对风力发电机的原有恒速进行影响和控制,根据不同风速控制风力发电机的运行情况,以此保证恒定发电频率。由于风力发电机会受到风速变化的影响,为保证风力发电机的运行效率就要根据实际情况调整相关的风轮转速指标,并注重输出功率的平稳性,从而有效确保风能能量。这种技术代表着风力发电的发展方向,恒速发电技术将成为风力发电的核心技术。
总之,现如今,科技无界限,电气控制技术已经越来越广泛地应用于风力发电行业。近年来,国家政策大力推进新能源建设,风力发电的相关项目也逐渐发展起来。但风电行业是一个比较复杂的行业,要想获得高效率的收益,电气控制技术在风力发电行业中的重要性也就随之显现。风能是一种新型能源,我们应该仔细考虑如何提高风力发电的整体效益。由此可见,研究风力发电电气控制技术的发展对目前我国的新能源发展有着极其重要的意义。
参考文献:
[1]王惠.风力发电电气控制技术及应用实践探析[J].中国高新区,2017(22):123.
[2]李武东.谈风力发电电气控制技术及应用实践[J].科技与创新,2017(18):147+150-151.
[3]张建军.风力发电电气控制技术及应用实践[J].山东工业技术,2017(16):181.
[4]李轶男.试析风力发电设备的电气控制技术[J].中国战略新兴产业,2017(28):197.
[5]丁江流.风力发电电气控制技术及应用实践探析[J].科技创业月刊,2016,29(22):142-143.
[6]邵金云.风力发电电气控制技术发展探讨[J].科技展望,2016,26(04):93.