王 超

(國(guó)電電力甘肅新能源開(kāi)發(fā)有限公司，甘肅 酒泉 735000)

0 前言

資源、能源的龐大消耗是擺在人類(lèi)發(fā)展面前的巨大問(wèn)題，在我國(guó)，快速發(fā)展一度導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的治理才最終得到了令人滿意的結(jié)果，而目前面對(duì)能源的短缺，新時(shí)代如何更好地利用清潔能源，是發(fā)展的重要課題[1]。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在我國(guó)多年的攻關(guān)下取得了較大的發(fā)展，開(kāi)始成為清潔能源的重要組成部分，本文將闡述目前我國(guó)應(yīng)用的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)以及風(fēng)力發(fā)電的控制技術(shù)，并分析其中的優(yōu)勢(shì)，對(duì)未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行展望，為我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)提供理論支持。

1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是應(yīng)對(duì)未來(lái)能源危機(jī)的重要手段，以其通過(guò)對(duì)自然能源的利用帶來(lái)的清潔能源受到全球的重視。傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要是壟型異步發(fā)電機(jī)、有刷雙饋發(fā)電機(jī)以及同步發(fā)電機(jī)等傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)。

而如今，技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的種類(lèi)也多了起來(lái)，如今的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷進(jìn)步，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)也逐漸呈現(xiàn)出多元化的特點(diǎn)，例如新型的無(wú)刷雙饋異步發(fā)電機(jī)、永磁無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)等等。這樣的新型發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上更加簡(jiǎn)化，并且提升了運(yùn)行效率，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)能源的利用率得到了提高，結(jié)合先進(jìn)的風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)，在如今的風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域開(kāi)始逐漸推廣使用。

2 風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)分析

2.1 H∞魯棒控制技術(shù)

H∞魯棒控制技術(shù)是以Hardy空間作為理論依據(jù)的，借助個(gè)性別指數(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)無(wú)窮范數(shù)的最大優(yōu)化，使控制器具有強(qiáng)大的魯棒功能。H∞魯棒控制能夠?qū)崿F(xiàn)從護(hù)理多變量角度出發(fā)，借助科學(xué)的數(shù)學(xué)邏輯，避免建模過(guò)程中出現(xiàn)的誤差[2-3]。在風(fēng)能激勵(lì)的情況下，H∞的相應(yīng)范數(shù)最小，系統(tǒng)的輸出能夠被控制在一個(gè)十分穩(wěn)定的范圍內(nèi)。對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組而言，H∞魯棒控制技術(shù)十分重要，如果風(fēng)向和風(fēng)速并不穩(wěn)定，而且頻繁改變，就可通過(guò)H∞魯棒控制原理來(lái)控制變速恒頻的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)風(fēng)能的快速跟蹤，以最大限度地提高風(fēng)能利用效率和捕獲風(fēng)能的效率。

2.2 模糊控制技術(shù)

模糊控制技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中在智能方面具有一定代表性的技術(shù)。模糊控制技術(shù)的技術(shù)理論是模糊推理和語(yǔ)言規(guī)則，是新時(shí)代開(kāi)創(chuàng)的高級(jí)控制技術(shù)，這種技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，其模糊推理的技術(shù)理論使其不會(huì)受到線性因素的影響。應(yīng)用模糊控制技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)在過(guò)去常規(guī)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升了風(fēng)能的利用效率，并且實(shí)時(shí)追蹤最大功率，同時(shí)，在變速恒頻方面也頗有優(yōu)勢(shì)。借助模糊控制技術(shù)多方面的優(yōu)點(diǎn)，目前，在該技術(shù)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中開(kāi)始逐漸嘗試融入人工智能等先進(jìn)技術(shù)，帶動(dòng)該技術(shù)的智能性得到進(jìn)一步地提升。

3 風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)的發(fā)展前景

3.1 海上風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)

內(nèi)陸地區(qū)的風(fēng)力資源受到很多條件的制約，如地形環(huán)境、天氣氣候等，相較于內(nèi)陸地區(qū)，海上環(huán)境的風(fēng)力資源十分豐富，而且對(duì)于風(fēng)力發(fā)電來(lái)說(shuō)十分重要的風(fēng)向問(wèn)題也很好解決，海上的風(fēng)向更加穩(wěn)定，環(huán)境較為單一，不會(huì)對(duì)發(fā)電穩(wěn)定性造成太大的影響，因此，海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)是未來(lái)發(fā)展的重要方向。但目前在海上風(fēng)電領(lǐng)域很多技術(shù)還沒(méi)有得到有效地解決，例如風(fēng)電系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)、海上風(fēng)電場(chǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)、海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)輸技術(shù)，因此，在這些重要問(wèn)題得到解決之后，海上風(fēng)電場(chǎng)將會(huì)成為風(fēng)力發(fā)電的重要來(lái)源。

3.2 最大風(fēng)能的捕獲技術(shù)

使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到理論最大值是目前技術(shù)領(lǐng)域研究的主要方向，為了在保持最大轉(zhuǎn)速的同時(shí)能夠保持風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性，就要持續(xù)、實(shí)時(shí)地進(jìn)行并網(wǎng)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)。持續(xù)地調(diào)整發(fā)電機(jī)的扭轉(zhuǎn)功率和槳距是風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中獲得最大運(yùn)轉(zhuǎn)效率的主要手段，只有這樣才能讓風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅速發(fā)展。

3.3 大容量的風(fēng)電系統(tǒng)

目前，電力資源是維持社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的基本能源，人們對(duì)電力資源的需求量也在不斷增加，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中重要的設(shè)備便是大容量的風(fēng)電系統(tǒng)。要使電力能夠最大程度地存儲(chǔ)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)揮最大的試用效率，使電力資源能夠真正地得到有效使用，為風(fēng)力發(fā)電帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益。但大容量的風(fēng)電系統(tǒng)是橫亙?cè)谀壳帮L(fēng)電研究領(lǐng)域的一大難題，難度較高，但是如果該技術(shù)得到了突破，將會(huì)帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)向前邁進(jìn)一大步。

4 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要闡述了風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的重要性，同時(shí)，對(duì)目前熱門(mén)、新興的風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)做了分析，并展望了未來(lái)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展方向。總體來(lái)看，目前阻礙風(fēng)力發(fā)電的主要因素還是技術(shù)，很多技術(shù)難關(guān)沒(méi)有被攻克，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不能帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，也無(wú)法提供更多的清潔能源，希望通過(guò)本文的總結(jié)和闡述，能夠?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電的技術(shù)突破帶來(lái)一些理論參考。