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摘要：当前，采用风力发电技术进行发电也已经成了非常普遍的技术，风力发电利用的是可再生能源，这项技术得到了广泛的认可。在最近几年，风力发电市场发展迅速，这就要求风力发电技术也要能够相继得到提高。本文讲述了风力发电技术发展中遇到的问题、风力发电系统以及风力发电控制系统。
关键词：风力发电；电能储存；互补发电系统；机械控制
世间万物没有亘古不变的东西，同样，煤、石油以及天然气或者其他的资源不是无限存在，这些都是人们生活和发展都离不开的能源物质，但是这些能源总会有枯竭的时候，与此同时，这些能源物质燃烧所带来的污染已经成了政府重点关注的问题。与这些能源物质相比，采用风力发电就可以避免这些问题，风力发电不仅没有污染，还具有施工周期短、成本低等特点，风力发电得到了很多国家的认可，并得到了广泛地应用。同样，风力的资源是很充足的，具有很广泛地市场前景。在对风力发电系统进行开发的时候会用到很多技术，其中最为重要的就是风力系统的控制技术。如果可以将比较先进的控制技术引入到发电系统中，那么就可以在很大程度上提高发点的效率，同样还能够降低发电的成本，进而减少环境受污染的程度，为社会的发展提供机遇。
一、风力发电在发展中遇到的问题
我国的风力发电技术在19世纪八九十年代就得到了迅速的发展。但是最初的发电控制技术最晚起源于丹麦，直到20世纪八十年代初的时候我国才实现了风力发电的控制技术，但是其中存在的主要问题就是模拟电子的器件用具。一直到1985年，计算机技术得到了快速的发展，与此同时就有了微处理器的控制系统。到了1990年微处理器也得到了广泛地应用。
目前，我国一些科学家在研究控制系统方面投入了很大的精力，为的就是尽可能高的提升控制系统的运行速度并且最大程度上的降低成本。我国的风力发电技术与其他国家还有很大的差距，要想能够跟上其他国家的技术水平，在风力发电市场有利地位，就需要政府等有关部门给相关的工作人员提供更广阔的就业机会，这样才有可能使得风力发电技术得到发展。
二、风力发电系统
风力发电系统一般由四部分组成，即风力机械、发电机、电能变换系统以及负载或电网系统。这四部分之间的关系如下图所示：
这四部分操作系统各自都有自己的功能。风轮的功能是获取风能，之后将这些风能转化为机械能；发电机则是将机械能再进一步转换为电能；储能设备系统作为一个中间环节是具有储存能量功能的，同样还能够稳定电压进而减少对电网的冲击；控制系统则是负责监视工作，保证各项机组的正常运行，进而提高风力发电系统的运行速度以及发电量。
三、风力发电技术的控制系统
在风力系统运行的时候主要的问题就是保证电压能够在不同风速下稳定的输出，除此之外就是在无风的情况下应该如何进行电力的传输。在解决这些问题的时候不仅仅要考虑到风力的影响因素，还要考虑到用户们的要求，要保证风力发电技术能够起到经久耐用、经济适用等作用，要想解决这些问题，就要在整个发电系统中有一个能够稳定运行的控制系统。
3.1控制系统的功能
实际上，风力发电控制系统的用途就是保证发电工作能够正常进行，并对发电机组进行调节和保护。
首先要说的是启动控制方面的功能。在该系统监测到风速达到稳定状态并且有关系统没有障碍的时候它会自己发出指令，进而使得控制器进行工作，之后风力发电机组就会开始以低风速开始运行。
然后，就是并网、脱网控制系统的操作。并网操作一般是在机组的转速达到稳定状态的时候来运行的。使用晶闸管对并网控制系统进行切入可以对电网进行保护。在进行软切入设置的时候要保证电流的稳定性以及平衡程度。如果不能保证机组的稳定性以及平衡程度就需要停机来进行处理。除了这些，软切入技术还能够使得发动机在风俗低的时候启动。
最后要说的就是偏航与解缆技术以及限速与刹车技术。偏航与解缆技术可以通过分析风向来选择是否跟风。考虑到电缆会缠绕在一起，为其设置了解缆技术；限速与刹车技术可以在风速达到足够高时，使发电机机组能够断电，采用软刹车的方式迫使桨叶暂停工作，进而完成对塔架的保护工作。
除了以上几点之外，控制系统还可以通过风俗控制功率以及发电系统的运行、通过分析功率的数值对电容进行记录、通过各系统的运行情况来制定相应的保护方案。主要的控制流程如下：
3.2控制系统的控制方法
如今，我们通过分析控制器的类型研究出了两种控制方法：一是传统控制方法；二是现代控制方法。
传统控制方法的借助风速的变化，在风俗发生变化时，控制系统对桨叶以及电磁转矩进行调控，保证两者之间的叶尖速比处于最为理想的状态，这样才能保证在最大程度上完成风能的捕捉工作。通常，传统的控制方法采取的是线性控制，这种方法在对那些风俗较快的机组进行调控的时候有一定的滞后性。这种方法不适用于那些范围广法以及周围环境波动较大的情况下，只能对工作点附近的工作进行控制。
现代控制方法有四种方式，即变结构控制、鲁棒控制、自适应控制以及模糊控制。首先要说的是变结构控制，它的优点就是可以使发电机组处于两种工作模式---正常和失速，还具有非常简单的设计，并且容易实践；鲁棒控制技术则可以处理那些复杂多变的工作，它可以对那些具有很多参数或者干扰的系统进行研究控制；自适应系统可以解决电网不稳定的情况，但是在对参数进行估计的时候会耗用大量的时间和精力；模糊控制系统主要应用在一些科学领域，它最主要的特点就是不依赖与那些数学公式或者模型，可以在很大程度上解决非线性因素带来的不便。
四、结束语
风力发电系统中最主要的技术就是控制技术，可以说控制技术是整个发电系统的核心，同样也是保证发电机机组安全运行的主要因素。如果能够进一步的研究风力发电技术，我想这可以在很大程度上增强我国在风力发电领域的开发水平，并且还能够为我国风力发电领域的发展提供帮助。
参考文献：
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