摘要：在所有可再生能源中，风能是最值得进行开发利用且具有较大发展潜力的能源，而我国具有非常丰富的风能资源，通过合理运用风能，可以改善我国的能源构成结构，对进口能源的依赖性下降。本文首先分析风力发电机的工作原理，其次探讨风力发电控制技术的重要影响，最后研究风力发电控制技术的发展前景，以期对相关研究具有一定的参考价值。

关键词：风力发电机;风力发电;控制技术

前言：目前社会各类能源的损耗量比较大，会对环境产生一定的影响，为了更好的保护生态环境，我国需要提升开发清洁能源的力度。通过利用自然界中的风能，不但可以解决供电紧张的问题，而且可以减少使用不可再生资源的总量，因此研究风力发电机和风力发电控制技术，已经成为电力企业的科研重点。

1、风力发电机

1.1风力发电机的工作原理

风力发电机的工作原理主要是运用风力带动风车对叶片进行旋转，将会出现机械能，机械可以直接带动转子进行运动，电机在旋转切割磁感线的过程中，可以将风能通过转化成为电能。

1.2风力发电机的分类方式

若是从采风方式的角度分析，可以将其划分为水平轴、垂直轴风力发电机，水平轴风力发电机又能够将其划分为升力型发电机、阻力型发电机，主要区别是一个是带动型发电，一个是推动型发电。水平轴风力发电机一般具有偏航设备，测试风向的同时，可以调整发电机组的总风能。

2、风力发电管控技术

2.1风力发电管控技术的内涵

在风力发电管控技术中，电子管控变换器技术的运用范围比较广阔，在大规模风力发电系统中，使用效果显著，具备较高的能源转化率。在风力发电过程中应用发电管控技术，具有更高的电力传输效率，同时能够进一步提升无功功率，电子电力变化器的转化能力比较强，成本价格比较低。

除此以外，在风电系统中增加PWM整流器，能够有效管控系统的最大功率，运用PWM整流器技术的应用优势在于交流电流谐波含量相对比较少、功率较高，能够实现电力能源的双向流动，其不足之处在于电路构成复杂性较高，成本价格比较高，难以维持线性供电的安全稳定性。

2.2风力发电控制技术的重要影响

风力控制技术对风力发电机的重要影响主要包括三个方面：第一方面，风力发电机获取的风能存在随机性、难以管控性。风速大小、风力方向、风力高低都会随着客观环境变化而出现变动，自身并不具备控制能力。第二方面，风力发电机存在较强的风轮惯性，在风轮叶片直径处于标准范围内时，可以有效管控风能的大小。第三方面，风力发电过程中所使用的并网以及脱网装置，都需要使用控制技术。当前风力发电控制技术的先进性越来越高，控制方向呈现出多样化的状态。

3、风力发电控制技术的要点

3.1定桨距失速风力发电技术

该技术在投入到风力发电市场时，可以有效处理风力发电机组在发电期间出现的并网、发电失去稳定性和供电缺乏可靠性等问题，供电企业通过在风力发电中运用软并网技术、动力刹车技术等，能够有效提升风力发电机发电的安全稳定性。如果在发电机安装过程中，已经固定好桨叶间距角，需要利用发电机组的转速大小来管控电网频率值，借助发电机组桨叶自身的性能制约供电功率。在外部环境的风速值，已经超出额定的转速值时，发电机依靠叶片的异形结构，可以对桨叶使用失速调整的方式，将供电功率把控在固定的标准区间内。

3.2变桨距风力发电技术

根据空气动力学理论可知，在风速处于比较高的状况下，能够直接通过优化调整桨叶的截距值，有效控制外部风力对发电机组叶片产生的攻角，从而利用风力发电机组获得空气中的动力，使整个风力发电的输出功率处于稳定状态。技术人员运用变桨距可以调节风力发电方式，发电机输出的电力曲线，处于较为平滑的状态。在存在阵风的情况下，塔筒叶片出现的冲击力，小于风力失速调节情况的冲击力。在风力发电过程使用变桨距技术，能够有效管控材料的实际利用率，减少整个发电机组的总质量。

3.3变速风力发电技术

风力发电在变速运行时，叶轮随着外部风力的变动情况改善旋转速度，在确保基础供电安全稳定性的同时，确定好发电机组叶尖速率比、最大的风能运用系数。将恒速风电发电和变速风力发电进行对比可知，在低风速情况风力发电过程中，需要确定一个最佳的夜间风速比，争取最大限度的利用风力条件。在高风速状况下，运用风轮转速的变动存储多余动能，能够有效提升风力传动系统的柔性发电能力，使风力发电的功率输出状态处于安全、平稳的状态，从而避免在低风速情况下出现缺少供电量的问题。

3.4 H∞鲁棒控制技术

H∞鲁棒控制技术主要是将Hardy空间理论作为基础依据，利用个性指数可以实现无穷范数的最优化发展，能够使管控器拥有比较强大的鲁棒能力。在使用鲁棒管控时，能够从护理的多变量角度分析，运用数学逻辑，可以防止在建模期间存在过多的误差。在风能的影响下，H∞具有的范数值比较小，风力发电系统的输出电能，可以被把控在一个比较稳定的区间范围内。如若风向以及风速处于稳定性不足、经常性出现变化的状态，可以借助H∞鲁棒的工作原理来管控变速风力的恒频发电，能够最大程度的提升风能实际利用率。

3.5模糊控制技术

模糊控制技术在整个风力发电管控技术中具备一定的代表性，该技术的原理是模糊推理技术理论以及语言规则，在风力发电的过程中使用模糊控制技术，并不会承受线性影响因素的干扰。将模糊控制技术运用在风力发电机中，实际上即是在常规风力发电技术的基础上，提高了风力的实际应用效果，可以实时追踪监测风力发电功率值。当前在应用模糊管控技术时，已经开始使用人工智能技术，在提升风力发电智能效果的同时，增强风力发电的安全稳定性。

4、风力发电控制技术的发展前景

4.1 海上风电场技术

在内陆地区风力能源容易受到多种条件的限制，如地形条件、气候情况等。和内陆地区相比，海上区域具有比较丰富的风力能源，由于海上风电场周边的风向比较稳定，环境大都一致，基本不会影响风力发电的安全稳定性，因此海上风电场实际上是未来比较主要的发展方向之一。当前海上风电场尚未处理好风电发电系统保护、协调好海上风电场控制技术、风力发电运输技术，因此在优化处理好这些问题后，海上风电场将转变为风力发电中最为主要的来源之一。

4.2最大风能的捕获技术

当前风力发电领域中最为重要的研究内容，是如何最大限度提升风力发电机的转动速度，为了在确保发电机组处于最大转速的情况下，可以维持风力发电的安全稳定性，需要不断优化调整并网开关。优化调整风力发电机的功率值和桨距大小，能够促使风力发电机在使用时获取更大的运转效率，可以促使风力发电技术的进一步发展。

4.3大容量的风电系统

现如今电力能源已经成为促进社会高速运转的主要能源，人类对于电能的需求逐渐增多，在风力发电中最为主要的设备，即是大容量的风电系统，该系统可以储存大量的电能，充分发挥出风力发电的使用效果，使电能获得充分运用，产生更多的风力发电效益。但是该技术的大面积应用对于风力发电领域而言，具有的难度比较大，若是通过不断研究可以突破这一问题，能够推动风力发电行业的发展。

结论：现如今风力发电已经成为清洁能源的主要构成部分，我国在风力发电控制技术上，依旧处于不断优化、创新的过程，在研究风力发电技术的同时，还需要引进一些机械设备，能够促进风力发电技术的长远发展。

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