电气控制技术在风力发电系统控制中的应用

电气控制技术在风力发电系统控制中的应用

王宏伟

中电投陵川新能源发电有限责任公司，山西省晋城市 048311

摘  要：风力发电系统控制中应用电气控制技术，改善传统系统控制模式的不足，利用电气控制技术提高风电系统运行的稳定性。文中分析风力发电系统控制中电气控制技术的作用，增强发电系统运行的安全稳定性，促进风力发电电能质量的提升。

关键词：风力发电；系统控制；电气控制

风电发电系统控制中应用电气控制技术，促进风电场的稳定运行，提高风力发电运行的稳定性。电气控制技术内容众多，需要根据自身情况选用合适的技术，打破传统思维模式的限制，利用电气控制技术改善传统控制方案的不足，进一步提高风力发电场的经济效益。

1 风力发电系统控制中电气控制技术的作用

风力发电系统运行中合理利用电力控制技术，打破传统思维模式限制，全面监测电气系统运行情况，实施差动保护，选择合适调控技术，提高风力发电系统控制的有效性。具体为：

1.1检测电气系统

风力发电系统控制中利用电气控制技术，通过分析设备以前运行数据，以此为基础进行调整，经过自动化调试后数据上传到操作系统内，系统自动对比原始数据库与自动化调试后的数据，降低技术人员操作数据难度，使得电气设备始终处于健康运行状态[1]。

因此，通过电气控制技术，有助于及时调整风力发电系统控制的运行状态，提高电能质量，充分满足风电场运行需求。

1.2实施差动保护

差动保护，本质上就是保护风力发电系统控制的变压器，装设时遵循循环电流原理。

应用风力发电系统控制自动化调试的差动保护时，可以将电流互感器接在差动保护线路的两端，也安装差动元件，一旦线路外部出现故障，差动保护就会自动启动，主动跳闸并切除故障。

1.3监控电气系统

风力发电系统控制自动化调试时，通过监控设备系统可以调试风力发电系统控制，其中包括设备各项数据，也就是监控管理风力发电系统控制运行的功能，达成统一监督管理的目的。

同时，风力发电系统控制运行期间合理运用自动化调试方式，转变传统控制模式的限制，提高风力发电系统控制运行的时效性。通过全过程监控电气系统运行情况，及时发现故障隐患，以便采取有效应对措施。

2 风力发电系统控制中电气控制技术的具体应用

风力发电系统控制中运用电气控制技术，需要考虑发电系统的实际情况，制选择合适的电气控制技术，提高发电系统控制的有效性，具体为：

2.1 发电电气控制技术

变速风力发电。这一技术本质就是根据不同风速控制调整发电设备运行状态，以保证发电频率的恒定不变，避免影响到电力质量。不同风速容易影响发电机设备的运行，为了规避这一影响，需要根据实际情况及时调整风轮转速，保证设备输出状态的平稳，提高风电系统控制效果[2]。

主动失速发电。其原理融合变桨距发电与定桨距技术融合，这一技术成本合理，实际中可以有效控制风力发电频率，在具体应用时优势显著。可以说，主动失速发电融合两种技术的优势，确保风力发电系统控制的效果。技术原理为：处于不同状态下的桨距角，根据需求进行调整控制，准确把控风能速度并提高捕获量。需要注意一点，这一技术容易出现失速情况，无法对使用功率进行控制，阻碍整个系统的高效运行。

此外，利用互联网技术和远程监控技术能够对工业自动化系统进行远程管理和监控，这也是现代风力发电系统系统中的重要优势，利用远程控制技术能够更好地对故障的救援进行指挥。电气控制技术的应用，大大提升了风力发电系统的可靠性和稳定性，降低了人工成本，提升了故障的处置效率。

2.2 做好系统运行优化

技术人员全面了解设备运行原理，合理设置技术参数并对内部部件优化，尽可能避免外界因素对设备运行的影响。因此，通过对优化设备状态进行优化，控制好运行状态。一般情况下，风力发电系统在实际应用过程中，自身的运行需要结合外部的气候条件以及用户的需要，才能达到相应的节能目标。但在具体运行过程中，由于多种因素的影响，设备的运行功率存在较大的差异。因此需要根据实际情况，调整系统的功率情况。这就需要利用相关的技术不断提升风力发电系统的自动化水平，提升系统的自我调节能力，改善节能效果，确保风力发电系统的实用性[3]。

传统电气控制技术，尚未做到深入研究故障预测与处理，诸多环节对工作人员的历史经验具有较强的依赖性，一定程度上很难提高故障预测与处理水平，即在设备发生故障前，无法对潜在故障及其原因进行准确判断，进而极容易造成故障范围的蔓延。而电气控制技术的运用，凭借专家系统的故障处理方式，可以确保产品故障预测、处理的时效性，确保故障预测精确性的提升，并将故障处理的针对性发挥出来。其中，在作业环节，通过故障表征信息的提取，可以使故障的具体区域位置得到迅速挖掘，然后结合故障预测，对故障的可能原因进行深入分析，最终加强合理的故障处理方式的制定，确保故障问题得到顺利解决，从而使系统的运作更具稳定性、高效性。

2.3 风电发电设备故障

首先，风力发电设备中变流器出现故障，如果发现问题，及时采取改进措施，根据故障表现判断故障的成因，以便技术人员采取有效措施。变流器异常的主要原因之一就是散热不均匀，因此日常运维工作检查时，对变流器温度进行重点检查，做好冷却风扇的清理，清理干净扇叶表面灰尘。

其次，风力发电机组运行时叶片容易出现故障，一旦发现叶片故障问题，需要立即停用。技术人员分析发电机组叶片故障成因，如果情况紧急无法检查，则可以选择直接更换叶片，在发电机组正常运行后再分析故障叶片的原因，及时采取改进措施[4]。

最后，仔细聆听风力发电机运行声音，主要为齿轮箱运转声音、轴承运转城声音等，判断这些声音是否正常，一旦出现异常响动，就需要判断响动的原因，以便采取有效故障改进措施。此外，仪器仪表控制技术还能实现对电气设备的实时监控，其核心是传感器，通过对接收到的信号进行分析，生产人员可及时掌握设备的运行状态。如果出现信号中断的现象，系统就会及时发出警报提醒工作人员，从而杜绝和减少安全事故，保证风力发电系统的安全性及稳定性。

结语

总而言之，风力发电系统控制中应用电气控制技术，需要根据实际情况选择合适的技术内容，日常做好运维安全管理，打破传统思维模式的限制，提高风电系统运行的稳定性。利用电气控制技术提高风电质量与效率，给社会经济发展提供充足的能源支持。

参考文献

[1]张倩. 风力发电机组电气控制系统检修分析 [J]. 时代农机, 2019, 46 (12): 60-62.

[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]顾军民. 风力发电机组的电气控制 [J]. 山东工业技术, 2016, (23): 170.

[4]滕毅. 风力发电机组电控系统的现状与发展 [J]. 林业科技情报, 2016, 48 (02): 73-74+79.