风力发电机及风力发电控制技术探究

风力发电机及风力发电控制技术探究

杨俊平

国能云南新能源有限公司    云南昆明650200

摘要：我国经济的快速发展需要各项能源作为支撑，所以在我国经济快速发展的过程中也造成了一定的能源浪费，在这样的情况下，相关部门就需要考虑大力发展可再生资源，利用可再生资源替代不可再生资源，在避免资源的浪费的同时还能促进经济的可持续健康发展，其中风能作为可再生资源，具有巨大的发展前景，能够有效替代不可再生资源进行发电及提供相关发电控制技术，降低不可再生能源的利用率，保证电力充足，进而为人们的生活及国家的发展奠定基础。基于此，本文将对风力发电机及风力发电控制技术进行深入探究。

关键词：风力发电机；风力发电控制技术

前言

我国经济的快速发展，一方面提升了人们的生活品质，但是在另一方面也使人类面临着能源消耗、环境污染等巨大问题，如何解决能源的日益短缺及更好的利用清洁能源，促进我国生态文明的健康发展越来越成为现阶段人类需要思考的焦点问题。现阶段，人们越来越多的将目光放在了可再生资源的利用上，如经济的发展促进了风力发电技术的前行，使其逐渐成为清洁能源的关键构成环节，风力发电机及风力发电控制技术越来越多的被应用于人们生活的各个领域，为人类的发展及国家的前行都提供了便利。

一、风力发电机概述

为有效应对及解决我国能源短缺的问题，风力发电技术的兴起和应用在很大程度上缓解了这一问题，且风力发电技术也越来越广泛地被世界关注和使用。传统的风力发电机主要分为同步发电机、有刷双馈发电机及垄型异步发电机这三类，随着时代的发展及科学技术的进步逐渐丰富了风力发电机的类型，且风力发电技术也日趋完善，促使风力发电机由原来的单一性逐渐向多元化方向发展，现阶段的新型风力发电机主要以永磁无刷同步发电机及无刷双馈异步发电机这两类为主导。相较于传统的风力发电机来说，新型的风力发电机更具科技性，其内在结构上更加的简易，并且运行效率和质量都较高，这在很大程度上提升了能源的利用率，避免了能源浪费。并且随着风力发电控制技术的产生，也为风力发电机的使用开辟了新的道路，二者的相互结合为风力发电领域的发展起到了良好的带动作用，也符合我国生态发展的理念，因此越来越多的被应用于人们的日常生活中。

二、风力发电控制技术

（一）定桨距失速风力发电控制技术

定桨距失速风力发电控制技术是在20世纪末被应用于风力发电系统中的，这一技术的应用主要是用来解决并网问题及风力发电机组运行的安全性问题的。定桨距失速风力发电控制技术一般采用空气动力刹车技术、软并网技术进行风力发电，在对其进行安装使用时，要先固定桨叶节距，在此基础上一发电机转速来对电网频率进行有效控制，再借助输出功率对桨叶自身的性能进行稳定。在实际的应用过程中，如果发现额定转速小于风速，桨叶在感知后可以快速进行失速调整，以此将控制功率，并将其稳定在额定值中，完成这一目标主要依靠于叶片的翼型结构。但是定桨距失速风力发电控制技术也存在一定的问题，其不适用于大型风力发电机，因为其在面对风况不稳，且失速过程较为复杂的情况是不能对失速效果就行准确判断的。

（二）H∞鲁棒控制技术

H∞鲁棒控制技术是风力发电控制技术中十分重要的组成部分，这一技术是以Hardy空间作为基础并经过反复实践而来，并且需要通过个性别指数来优化无穷范数，以此提升控制器中鲁棒功能性。与其他风力发电控制技术不同，H∞鲁棒控制技术更具备逻辑性，是基于护理多变量的角度来减小或避免在建模过程中出现的问题。风能为H∞鲁棒控制技术提供保障，H∞的相应范数最低，真能保障系统输出始终保持在一个合理稳定的状态下。H∞鲁棒控制技术对于风力发电机来说是十分重要的，因为H∞鲁棒控制技术能够控制风能的不确定性，如风速变化、风向变化等，H∞鲁棒控制技术的应用就可以对这些因素进行控制，快速对风能进行跟踪，以此提升风能利用率的质量和效率。

（三）模糊控制技术

随着风力发电控制技术的智能化发展，逐渐衍生了模糊控制技术，这一技术具有较强的智能性。模糊控制技术的研发是以语言规则及模糊推理为基础的，区别于其他风力发电控制技术，模糊控制技术更加高级，其在实际应用的过程中，不会受到线性因素的干扰，因为其中模糊推理的技术理论很好地解决了这一问题，大大提升了风能利用的稳定性。另外，在风力发电系统中应用模糊控制技术，与其他风力发电控制技术相比，其对于风能的利用率更高，追踪能力更强，并且在变速恒频方面也更具有优势。为拓展模糊控制技术的优势，相关研究人员也逐渐在模糊控制技术中添加新的人工智能技术，使其功能性更强，能够更好地服务于风力发电领域。

三、风力发电控制技术的发展

（一）海上风电场技术

在我国的领土中，陆地地区占据了大半部分，其在获取风力资源时遭到了地理环境、气候条件等因素的阻碍，所以不太容易实现风力发电。与陆地地区相比，海上具备更多的风力资源，且也能更妥善的解决风力发电问题，因为其受到的制约因素较小，风向及风速都相对稳定，这在很大程度上保证了风力发电的稳定性，所以建立海上风电场是风力发电领域未来发展的必然趋势，也是将风力资源进行合理有效运用的重要方式。尽管如此，海上风电场技术在发展的过程中也存在一定的问题，例如怎样保护风电系统、如何实现海上风电场运输等都需要相关科研人员进行研究和探索，所以相关研究人员需要结合实际情况，对这些问题进行研究、实践及解决，以此为实现海上风电场技术奠定基础。

（二）最大风能捕获技术

在风力发电机运用的过程中，其技术研究领域的核心逐渐向如何实现转速的最大值偏移，为了实现在保证转速最大的同时也能保证风力发电机运行的稳定，就需要及时并且长期的调节并网开关。在风力发电机运行过程中获得最大运转效率的方法就是结合实际情况对发电机的桨距及扭转功率进行调整，只有通过这样的方式才能为风力发电控制技术的稳步发展创造条件。

（三）提升风电系统容量

在当今的社会中，人们的生产生活都离不开电力，且多元化的生活也逐渐提升了人们的用电需求，电力资源也是维护社会正常运转的重中之重，在风力发电的系统中，大容量的风电系统是支撑整个风力发电的核心，所以为了发挥风力发电机的最大功能，就需要拓展风力的最大储存限度，促进更多的电力资源能够都得有效利用，真正发挥其价值，为风力发电带来更多的生态效益及经济效益。但是对于现阶段风力发电领域来说，如何提升风力系统容量是一项十分难以解决的问题，其实现难度较大，所以政府部门需要提升对这一问题的重视，加大人力、物力及财力的支持，相关科研人员也需要提升专业技能和综合素养，具备坚持不懈的研究及实践精神，敢于突破，进而为风力发电领域的发展提供源源不断的动力。

结语

综上所述，在我国的发展过程中，风力发电机及风力发电控制技术的兴起及发展都为我国各个领域的发展提供了动力，是我国各个领域得到可持续发展的重要前提，所以不难看出，不管是在宏观的角度还是微观的角度，风力发电机及风力发电控制技术都是十分重要的，国家也需要提升对开发新型风力发电机及现代化、智能化的风力发电控制技术的重视，加大对新型风力发电机及现代化、智能化的风力发电控制技术的研究力度，结合影响风力的各项因素及存在的问题，制定多元化的解决方案，以此为国家的发展提供更多的清洁能源，促进国家经济的快速发展。

参考文献：

[1] 王卫卫. 风力发电机及风力发电控制技术探究[J]. 轻松学电脑, 2021,000(002):000.

[2] 田炜. 风力发电机及风力发电控制技术研究[J]. 光源与照明, 2021，000(11):3.

[3] 王浩. 风力发电机及风力发电控制技术探讨[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2020,000(002):000.