【摘 要】在新世纪发展过程中，对于不可再生能源的使用，已经渐渐的受到了控制，因此，在能源结构中，可再生能源的发展正在增加。社会各国新能源技术开发过程中，风力发电属于最主要的一种，但风力发电的实际电能转化效率还不到60%，转化利用率极为有限。本文对风力发电技术及其功率控制进行了分析探讨。
【关键词】风力发电;技术发展;功率控制
风力发电最早在19世纪末期就出现了，经过100多年的发展到现如今已经渐渐成为社会能源的主要来源之一。而我国因为用电量需求增长，对于风力发电技术的重视程度以及发展水平也越来越高。从现阶段对风力发电的研究来看，风力发电的主要研究内容是发电机的制造以及风机的管控，如果要充分发挥风力发电的作用，就应该对风力发电技术深入研究，具体到风轮的控制、变压器的运行、发电机等。
1风力发电机组功率控制的重要性
由于自然风速度快慢及方向大小存在着明显差异性，客观上要求相关技术人员重视风力发电控制技术，近几年来我国风力发电控制技术日趋成熟，我国自产的机组具有较大的市场份额，并且国产的风电装备与现在的风电发展需求相一致，比如说，风电机与一些重要的零部件，然而技术要求更高的零部件还是依靠国外进口，如变流器和主轴轴承这类零部件（主轴轴承是否是依靠进口需要核实）。所以要不断地创新风电装备制造技术，具备自主研发的技术和能力，而风电控制技术是风力发电技术的重要内容，在当下的研究中具有重要意义。
2风力发电机组功率控制
2.1风力发电和电力电子变换器的控制技术
（1）电力电子变换器的控制技术。从整个风力发电系统中可以发现，存在着电力电子变换器，并且电力电子变换器的特征表现在多方面：使用面较为广泛，可以有效地用于大型风力发电系统中;风能转换过程中能量的转换率较高，完成转换后具备很高的传输效率;还可以完善无功功率因素;其使用的安全性和可靠性很高。电力电子变换器的运行功率高且功率范围也很大;该设备无须花费很多成本。通过运用 pwm 整流器于风电系统中，能够最好地控制系统的最大功率。而运用整流器的时候，通过矢量的控制方法可以解除有功功率和无功功率之间的障碍，保证无功功率符合运行的相关要求。另外，pwm 整流器还可以使有功功率的输出量最大化，设置好直流环节并调整风电系统中无功和有功功率。
（2）风力发电的控制技术
风力发电需要借助风力进行，这是因为风力与地面距离相差加大，这样一来，能量转化工作在空中就能完成。發电机和相关设备都需要努力提升工作效率，并且减轻物体的体重。永磁发电机的优势在于运行效率高且损耗较小，所以被普遍运用于风力发电系统中。发电机制造还可以通过模块化方式开展，这样能减少所需花费的成本，对风力发电系统的发电机进行管控的过程中，一般都会采用矢量的控制方法，这类方法有效地解除了交轴电流与直轴电流之间的矛盾，也就使系统功率的因数控制简单化。
2.2风轮的控制技术
（1）利用功率信号的反馈
利用功率信号的反馈进一步管控好风轮的功率信号，当风轮运行时，它们的功率与实际条件的改变是一致的，然后再对功率的关系作出分析，之后绘制出最大功率的曲线图，完成以上工作后接着做后面的工作。在实际操作时，还应该对比最大功率与系统中的实际输出功率，获取它们的差值大小，之后再进行风轮桨矩的调整工作，这样才有助于风轮的运行功率最大化。这种方式使成本无须花费过多，但是风机在正常运行时要获得最大功率曲线较为困难。
（2）管控好叶尖速比
受到风力作用的影响，风轮中风叶尖端转动时具有线速度，并且将其称为叶尖速。其中叶尖速比表示为叶尖速与这个时间之内的风速形成的比值。对叶尖速比进行控制的主要方法是控制叶尖速比值，从而进一步改善风机的运行系统。因为风速不相一致，所以很难有效地确定出最合适的叶尖速比，应该适当地改变和调节叶尖速，并调节好风轮转矩，这样才能更好地调整风轮外边缘的速度，使叶尖速比得到优化处理。
2.3现代化的控制技术
风力发电中现代化的控制技术可以分为以下几种类型：鲁棒控制技术、变结构控制技术、智能控制技术以及自适应控制技术（确定这几个控制技术适合描述风力发电的控制技术，避免不搭边），风力发电系统中，以变结构控制技术为主，该技术运用广泛是因为具有很快的反应力、设计较为简单、实现难度不大;处理一些多变量问题时，鲁棒控制技术可以发挥出很好的作用，具有较强稳定性的鲁棒控制技术还能有效地处理好参数不准、建模出现误差或者物质系统受影响的问题;而智能控制技术最突出的方法是模糊控制，它无须过度依赖数学模型，只需凭借专家经验就能克服一些非线性因素带来的影响。目前，一台准确的风力发电机数学模型的建成概率较小，所以对风力发电机组进行控制的过程中，可以多使用模糊控制方法。
2.4风力发电中无功功率补偿技术与谐波消除技术
（1）无功功率补偿的技术
在感性元件的影响下，发电系统中一些无功功率呈现出消耗的状态，电压经过感性元件的时候，因为只是无功功率的消耗使得感性元件两边无电压变化，但是当电压较高时，经过感性元件的电流较大会给元件带来间接破坏。这时候，就要结合实际情况采取无功功率补偿技术，并且压抑住谐波作用。虽然无功功率补偿的应用很广，但还是存在一些不足。
（2）谐波消除的技术
风机发电的时候，由于存在谐波就是整个电能的质量不高，也给电的电压及频率造成不良影响，使无功功率与有功功率间缺乏平衡，所以一定要把存在的谐波消除掉。具体开展过程中，因为谐波会影响风能的发电，首先，它会造成发电机的铁损和铜损，在发电机内产生超同步谐振的现象;电力设备在运行时，谐波会造成设备出现热故障，影响系统的正常运行等。而消除谐波可以从以下几个方面入手：第一，使用电力变流器和一些电力设备让相应的相位与谐波进行抵消;第二，适当调整电容器组，进而改变无功功率，从而减少谐波对无功功率的影响;第三，运用三角形的连接方式，这样能减少谐波的进入量。
3结语
风力发电机在现今应用的越来越广泛，尤其是随着能源结构的不断改变，对于风力发电的重视程度也越来越高。在风电机组研究过程中，有必要不断研究原风机的发展趋势，不断整合高新技术，提高风机的随机运行效率。增加自然风能的捕获，提高风力发电的发电效率和质量。
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（作者单位：国电电力宁夏新能源开发有限公司）
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