电气控制技术在风力发电系统控制中的应用探析

摘要：随着国家政策大力度推广新能源项目，以风力发电方式为主的能源技术逐步渗透在人民群众的日常生活中，并发挥着不可或缺的作用。然而，风电行业的技术内容较为繁杂，需要相关运维人员具备足够的知识储备与实践经验。在这种背景下，电力企业需要聚焦于风力发电系统的控制环节，号召运维人员加强电气控制技术体系的研究与应应用，以此保障风力发电的可靠性、安全性与稳定性。本文将以电气控制技术作为研究对象，针对电气控制技术在风力发电系统控制中的应用展开探究，期望借此推进风电行业的发展进程，满足人民群众对新能源提出的要求。

关键词：电气控制技术；风力发电系统；控制策略；技术应用

引言：为满足日益增长的新能源需求，我国聚焦于新能源技术的研究，而风力发电技术便是这种背景下诞生的产物[1]。当前，风力发电系统已经在多个区域实现了应用。就风力发电系统的实际情况来说，电气控制技术的应用必不可少。通过电气控制技术，运维人员可以更加高效地实施风力发电系统的控制，有利于挖掘风力发电的潜力。本文将对电气控制技术在风力发电控制系统中的应用展开进一步论述。

一、电气控制技术在风力发电系统控制中的应用价值

电气控制技术指的是运维人员以电子技术、电气元件或者电气设备，对风力发电系统的运行过程加以监控、采集相关信息，便于控制的一种技术手段。在风力发电系统的控制环节，电气控制技术的应用十分必要，其主要可以归纳为以下三点：第一，有利于减少风力发电系统控制对运维人员的依赖性。在传统的作业模式下，运维人员依据自身的工作经验与知识储备，结合风力发电的实际需求，调整风力发电系统的相关参数[2]。这种工作方法较容易出现人为差误，而电气控制技术的应用可以有效攻克这一缺陷。运维人员只需要通过电气控制技术实时了解风力发电系统的运行状态，并结合电气控制系统所提供的参数，调整风力发电系统，便可以有效保障风力发电的效率；第二，有利于保障风力发电系统的安全运行。通过电气控制技术，运维人员可以直观地了解到风速、叶片转速、电网电压和电流等关键技术参数。一旦风力发电系统在运行期间出现异常，电气控制系统便会自行采集相关信息，并采取相应的处理措施，避免故障的扩大化。同时，电气控制系统会及时发出警报，提示运维人员采取处理措施。由此可以看出，电气控制技术有利于风力发电系统的安全运行。

二、电气控制技术在风力发电系统控制中的应用分析

从上文可知，电气控制技术在风力发电系统控制中的应用十分重要。在对相关文献资料进行查阅后，可以发现变速风力技术、变桨距发电技术、定桨距发电技术以及混合失速技术在实践中的应用较为普遍。接下来将对这几种电气控制技术形式分别展开论述。

（一）变速风力技术的应用

变速风力技术是一种较为先进的技术手段，其主要指的是运维人员依据风速变化调整发电机的转速，进而将风力发电效率提升至最高，满足风力发电的需求。在变速风力技术的应用过程中，运维人员需要巧妙地调节发电机的转速，以此适应风速的变化，最大限度地利用风力能源。在风力发电系统的控制环节，变速风力技术可以起到关键性作用[3]。这主要是因为大部分风力发电站建设于高度较高的地区，这就使得风力发电站在运行过程中较容易受到自然环境的影响。部分风力发电设备在实践中经常出现故障，往往需要电力企业耗费大量的维修与保养成本。通过变速风力技术，运维人员可以有效降低环境因素对风力发电系统的负面影响。在不同的风速条件下，发电机的运行状态会呈现出不同的差异，而变速风力技术可以帮助运维人员破坏恒速的运行轨迹，使得运维人员以掌控风速数值的方式调整发电机的运行状态[4]。随着我国电气控制技术体系的不断发展，由变速风力技术延伸出来的永磁发电机、笼型异步电机也越来越多地被应用于电力行业。这些设备具备风能转化效率高、适应能力强、效率高等优势。因此，我国运维人员应当加强对变速风力技术及其相关设备的研究与应用。

（二）变桨距发电技术的应用

在风力发电系统的控制环节，如何保障发电机功率的合理性长期以来都是电力企业关注的内容。倘若发电机的功率不足或者过高，将会使得风力发电效果下降，难以满足当地的电力能源需求。为规避这一问题，有必要利用先进的技术手段，即变桨距发电技术[5]。变桨距发电技术指的是运维人员聚焦于风力发电机叶片的桨距角，通过有效调节其相关参数的方式控制发电机，促使发电机的输出功率始终处于合理范围内，进而保障风力发电系统安全、稳定性运行的一种电气控制技术。变桨距发电技术具有适用范围广阔的优势。在风速变化较大的情况下，变桨距发电技术仍旧可以较好地发挥作用，保障发电机的正常运行。近些年，我国加大了对风力发电系统的研究力度，使得风力发电扇叶的制作材料得到了优化，重量有所降低。在这种前提条件下，运维人员利用变桨距发电技术，不仅可以保障发电机功率功率的合理性，还可以有效降低风力发电设备的故障概率。值得一提的是，虽然变桨距发电技术的应用优势较多，但具有一定的使用限制[6]。例如，在物质资源投入不足、稳定性要求较高的情况下，电力企业应当慎重应用该技术，以此保障技术应用效果。

（三）定桨距发电技术的应用

定桨距发电技术的发展历史较为悠久，甚至可以追溯至十九世纪末期。随着风力发电的普及，定桨距发电技术得到了良好的发展机遇，并逐步渗透在风力发电系统的控制环节。通过定桨距发电技术，运维人员可以有效稳定风力发电设备的基础轨迹，使之达到功率限制的目标。在定桨距发电技术的支持下，风力发电系统可以有效规避故障问题，保障电力企业的经济效益。需要注意的是，定桨距发电技术有着较为严格的使用限制，其仅适用于风力等级较低的场合。倘若风力发电系统所在的地区具有风力等级较高的特点，运维人员便需要利用其他的发电控制技术。

（四）混合失速技术的应用

风力能源是一种清洁型能源，其具备可再生的优势，因而成为了电力企业的香饽饽。然而，风力能源在应用期间会逐步暴露出稳定性差、无法被大量存储等问题。这些问题会在一定程度上限制风电行业的发展。为改善这种情况，运维人员可以将混合失速技术融入风力发电系统的运行过程，这样可以有效弥补风能的缺陷。例如，运维人员可以通过混合失速技术实现对风能的控制。这主要是因为混合失速技术同时具备变桨距发电技术、定桨距发电技术的优势。在混合失速技术的支持下，运维人员可以调整不同的桨距角，进而捕捉、控制风能与风能的速度。

结束语：随着社会的不断发展，电力企业迎来了全新的机遇与挑战。一方面，电力企业需要重视风力发电技术的应用，满足电力能源生产、分配的需求；另一方面，电力企业需要重视电气控制技术的应用，为风力发电系统的安全、稳定运行提供技术保障。具体来讲，运维人员需要充分发挥自身的专业性，加强对变速风力技术、变桨距发电技术、定桨距发电技术以及混合失速技术的研究，了解不同技术的优势与劣势，并应用于实践。本文通过对电气控制技术在风力发电控制系统中的应用展开探讨，希望对电力行业的可持续发展有所助益。

参考文献：

[1]包磊.风力发电电气控制技术及应用研究[J].电子技术与软件工程，2020，（20）：105-106.

[2]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.

[3]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.

[4]孙慧明.风力发电电气控制技术及应用浅析[J].财经界，2022，（19）：77-79.

[5]李杲.风力发电电气控制技术及应用分析[J].大众用电，2021，36（06）：85-86.

[6]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.