风力发电机及风力发电控制技术

风力发电机及风力发电控制技术

于海洋

黑龙江中宇富锦风力发电有限公司

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摘要：风能生产是一种能有效降低能源消耗、保护自然环境的新型能源。结合风能和清洁能源，可以带来更全面的效益。人们利用现代先进的风力发电控制技术，有效地提高风力发电的质量和效率，促进风电市场更好的建立和发展。本文主要分析风力发电机和风能控制技术，以提高其社会、经济效益和环境效益。

　　关键词：风力发电机;风力发电;控制技术

　　前言

我国能源资源迅速枯竭，自然环境受一定影响不断恶化。因此，在此背景下，人们应大力开发和实施新型清洁能源，以有效克服这一问题，促进经济健康可持续发展。风能的应用可以缓解能源危机，有效促进社会和经济的可持续增长，进一步凸显风能管理技术的重要性。人们必须掌握技术要点，提高风能的效率。
1风力发电机
　　风力发电技术是有效克服能源危机的关键措施之一。风力发电具有独特的应用优势，引起了社会各界的高度重视和关注。在传统风力发电机的生产过程中，双功率电刷较多，选择串联异步发电机、同步发电机等，大多接近同步速度。进行恒速运行，采用恒桨距有效促进发电机运行；同步发电机的转速比较小，轴尺寸比平常小，发电电动机并网，起动转矩大。人们在风力涡轮机方面加大力度，不断创新，提高性能。目前新风机主要有：

(1)无刷双馈异步发电机结构简单，过载能力较强，效率高，安全可靠，在实际应用中能深入发挥其优势，提高标准双馈发电机的性能。解决了过去的问题，并展示了实现异步数组生成器的好处。

（2）永磁同步发电机的工作原理主要是以现代先进的二极管代替电刷装置，在同一基础上实现两者的高效连接，并采用特殊的外置电枢结构来执行不同的任务。永磁同步发电机在工作过程中无需增加磁力装置，有效降低励磁成本，具有非常重要的运行优势，值得推广应用。

2风力发电控制技术的发展现状
　　控制技术对风力发电机组的重要性主要体现在以下几个方面： 风力发电机组产生的风能是随机的、不可控的。风速、风向和强度随着客观自然条件的变化而变化，无法控制。风力发电机转子的惯性很大，转子叶片的直径可以在一定范围内有效利用风能。控制技术用于风力发电的并网和离网。现阶段，很多技术可以应用于风力发电领域，风力发电控制技术越来越发达，控制方向也越来越多样化。固定螺距风力涡轮机不能仅通过连接叶片和轮毂来进行修改。如果风速高于标称风速，则可以通过停转原理限制发电机的功率。所谓失速原理是指当气流达到一定迎角时，就会产生涡流。如果外部因素改变功率输出，没有人控制叶片的被动失速控制，风力涡轮机系统变得更简单。但风轮叶片较重，零件受力较大，因此发电机组的工作效率低，一些重要零件容易损坏。

3风力发电控制技术的重要性
　　目前，我国风力发电技术仍处于发展初期，风力发电控制技术的研发对推动风力发电技术的优化和创新具有重要作用。其主要特点主要有：一是能有效节约能源。风力发电控制技术的影响在于，它可以有效降低发电过程中的能源消耗，保证风力发电更加高效平稳地发展，防止因管理不当造成资源浪费的增加。二是可以有效节约成本。从长远来看，风能具有节能环保的优势，但其初期开发投资成本较高，控制技术的作用可以进一步降低成本，对进一步发展具有重要的推动作用。及相关产业的发展。
4风力发电及其控制技术对策分析
　　4.1 风机控制技术发展

可以说，控制技术对决定发电机组的高速性能极为重要和关键，其主要原因有以下几点：一是风力机获得的风能不可控，具有以下特点。首先，它受天气和环境因素的影响很大。其次，风力发电机的转子惯性大，叶片直径在一定范围内，可以更高效、更顺畅地利用风能。第三，风能在自动控制方面可以得到更好的利用。例如，风能发电在接入电网和脱离电网时可以起到自动控制的作用。第四，产生风能所需的风能位置相对偏远。例如，它要么在海边，要么在山上。如果工作人员想用无人机对风能进行密切监测，难度相对较大，需要高质量的风力发电机作为支撑。

近年来，应用于风力发电机组的控制技术不断丰富更新，如定桨距风力发电机组、变速恒频风力发电机组等。与传统风力发电机组相比，变频恒速风力发电机组当风速小，随风速变化，叶尖速比与之相匹配。在风力发电机发电控制技术的发展过程中，当输出功率超过额定功率时，该装置利用风速改变发电机的漂移速度，以达到最佳型速比。该装置的优点是额定功率有保证，输出功率趋于恒定。

4.2 风电机组功率调节技术

风电机组功率调节是风力发电系统的关键控制技术之一，可以更好地控制风力发电，优化发电性能。如果风能生产中超过标称收费标准，各部件的机械功率、发电机的功率、电力电子设备的功率都会受到限制和影响。在这种情况下，需要减少风能。停止风机，使风力始终保持在额定值附近，可以延缓风害，延长风机寿命。现有风机功率的调节方式有很多种，主要有三种：一种是连续变桨控制。它主要通过定距风扇叶片连接节点，具有结构简单、性能可靠的优点，但在应用过程中不能根据风速的变化调整叶尖角，风能利用效率可能较低。尤其是风速比较低的时候，这种负面影响更大。另一个是音量控制。这种调节技术可以有效提高风能转换效率，使风机输出功率更加稳定，但在特殊应用过程中，需要更加注意桨距角控制系统，否则效率可能没有得到充分有效的落实。三是主动停车控制。实施该调节技术的原理是刀片主动停止，使功率调节变得更容易、更可靠。当风速低于额定风速时，控制系统可根据风速分为若干级对设备进行控制。虽然操作比较简单，但控制精度不如高度调节效果理想。

4.3 风力发电机及相关电力电子变流器控制技术

风能是风能生产发展过程中最重要的能源。因为风能在高于地面的位置更大，所以能量转换一般要在高空完成更高的标准和要求，一般来说，发电机的重量越低，风能转换效果越好。在特殊的应用过程中，永磁发电机现在得到了广泛的应用，它是一种比较高效的设备，具有损耗低、效率高的优点。

除了加强风电机组控制外，还需要实施电力电子变流器控制技术。电气电子转换器在风能生产系统中非常重要，它是将风能转化为电能的主要转换器。选择电力电子转换器时必须考虑各种因素。必须保证功率高，设备成本相对低，节约合理。只有这样，能量损失才能有效减少，能量转换总是相对可靠的，否则会影响发电质量。

结束语

随着整个社会经济的发展，风能已成为我国现行发电体系的重要组成部分。电力行业与人们的生活息息相关。要促进电力生产，要加大力度和加大投入。风能产业的发展有效地促进了生产和家庭的发展。近年来，得益于我国对风力发电技术的投入，风力发电技术取得了很大进展。风力发电因其容易获得清洁能源和低成本的特点，逐渐得到各领域的支持。生命的发展及其发展正在逐步走向研究化和自动化，随着相关技术的发展和应用，风能也为社会的发展做出了贡献。
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