引言:随着社会经济的不断发展,我国各领域对能源的需求量日益增多,传统能源已经无法满足现实需求,这就需要做好新能源的挖掘。在寻求可再生清洁能源的过程中,风能得到了重点关注,这种绿色可再生能源,拥有较多显著的优势特征,如对生态环境的不良影响小、可循环利用以及可再生等,因此利用新能源推动风力发电行业的稳定发展,是治理生态环境最直接有效的手段,而电力电子技术的成熟发展,为风力发电行业的长效健康发展,提供了有力的技术支持。
1电力电子技术概述
1.1可控硅技术
这种技术电力电子技术在风力发电中的应用频率较高,特别是在交流异步电机上得到了有效应用。可控硅技术的工作原理为,在晶闸管的作用下,对风力发电机组展开全面系统的控制,将风力机输出功率控制在合理范围内后,促使发电机在运行过程中保持高度的可靠性和稳定性。在风力机作业期间,会出现各种谐波,这种谐波在一定程度上,会影响到发电机运行的安全性,而科学利用可控硅技术,能够实现对谐波的综合控制,将谐波对发电机输出功率的不良影响控制在最小范围内,为发电机组的正常运行夯实基础[1]。
1.2逆变技术
逆变技术的作业原理为,对电压进行转化处理后,使电能实现能量转换,再将转换后的电能并入电网中。在操作逆变技术的过程中,需要注意两方面内容,一方面是逆变技术的SPWM模块的核心的功能为,对开关器件进行动态化追踪以及控制,在该模块的作用下产生相应的波形后,利用功能模块对SPWM波形进行调节控制,能够得到正弦波。另一方面是逆变技术PWM模块的功能为,对直流电压进行转换处理,获得交流电压后,实现对波形的有效调节和控制,确保波形能够满足电网电压的规范要求,同时达成无失真控制的效果。
1.3晶闸管技术
晶闸管技术在风力发电中的应用较少,作为一种新型技术手段,这种技术主要就是利用晶闸管,对风力发电系统中的电流以及电压实行控制。将该技术合理应用到风力发电机组中,一方面可以保证机组运行的安全性与稳定性,另一方面能够提高对机组的保护力度。在应用晶闸管技术的过程中,要科学设定晶闸管的数量,使其与电动机紧密结合后,能够灵活调节机组的运转模式,如正转或者是反转。另外,为增强电动机运行的可靠性,还要在变频器的作用下,对电动机的实际转速,进行有针对性的控制和调节。经实践证明,在风力发电中综合运用晶闸管技术,有利于降低机械结构的损耗,促进设备运行效率的同时,延长使用年限。
1.4无刷直流电机技术
通过对无刷直流电机技术结构体系的分析可知,其主要是在两个装置的作用下运行,一个是电机,另一个是控制器。这种技术的成熟度较高,拥有一系列优势特征,如运行稳定、操作简单以及维护方便等。在风力发电系统中应用无刷直流电机技术,能够实现风能与电能的有效转换。在实际操作该技术时,要结合风力发电系统的实际情况,合理选择无刷直流电机的形式,当前这种技术有两种形式,分别是电子式以及永磁式。前者是利用传感技术控制无刷直接电机,并且在电子技术的支持下,能够大幅度降低不必要的能量损耗。后者是能量消耗较大,因此作业效率明显要<电子式无刷直流电机。
2新能源时代电力电子技术在风力发电中的应用要点
2.1优化风力发电系统
想要运用风能制造电力,就要保证风力发电系统运行的稳定性,一旦系统出现故障,就会影响到电力生产质量和效率。在利用电力电子技术优化风力发电系统时,要重点解决两方面问题,一是风力方向的预测问题、二是风速的稳定性问题。同时,还采用行之有效的技术手段,尽可能地提升风力能源的使用时间。
在改造风力发电系统时,可结合以下内容:
其一,风力发电系统在运行期间,会联系现实情况,选择自动失速模式以及主动失速模式,这两种工作模式,均存在一定隐患,如输出功率不稳定、运行不安全等。对此,可利用平衡频道风力发电技术,对电力电流速度进行控制,这种技术能够实现对电流速度的有效调节,使其保持合适的恒频间距。同时,还可以将馈感发电机与平衡频道风力发电技术进行有机结合,这种综合性的控制手段,能够起到良好的节能降耗效果,同时强化电流的整体输出质量[2]。
其二,风力发电场要利用信息技术、大数据技术等先进的技术手段,对风力发电系统的运行状态展开全过程管理、动态化追踪,及时排查出潜在的风险隐患,并采取有针对性的措施解决隐患,能够为风力发电系统的正常运行,提供坚实的保障。
2.2升级风力储能系统
对于风力发电场而言,电力的生产质量和效率取决于风量,在发电过程中,受气候环境、地理位置等多种因素的影响,风量难以长时间保持充足的状态,这就要求相关人员做好风力储能系统的升级和改造。现阶段,我国风力储能系统的主要运行模式为能源储存,即通过蓄电池储存能源,这种储存模式的潜在风险隐患较大,需要作业人员反复不断的进行风险隐患排查。因此,在优化风力储能系统时,要利用电力电子技术,实现对不间断供电,为电力储能系统的稳定运行奠定良好的基础,同时保障供电的质量和效率。
2.3完善直流输电系统
直流输电系统是风力发电场的重要组成部分,该系统由多个重要装置组建而成,其中包括换流器以及控制装置等。在风力发电场运转过程中,想要更加全面的控制发电机组的输出功率,就要采用串联的形式,将多个发电机组联系到一起后,再通过直流输电技术,推动风力发电机组达成真正意义上的并网运行。在风力发电厂场中主要应用两种输电技术,即直流和交流。前者的工作原理为,对交流电压进行转化处理后,获得直流电压和电流,后者则是对直流电压以及直流电流进行转换。这两种技术的优势各异,但通过对直流输电技术的实践应用可知,直流输电系统对风力发电机组的控制能力要更强,其能够实现并网发电,促使发电机组产生的电能直接传输给客户端,在很大程度上,提升了风能的综合利用效益。同时在应用风力发电输出技术的过程中,还要配置相应的IGBT晶体管以及PWM系统等,确保发电设备在运行时,能够保持在直流输电的状态下,助推关断设备的高质量、高效率运行成为现实。
结论:综上所述,在新能源时代,要加强对可再生清洁能源的利用,风能作为新能源在发电作业中,起着至关重要的作用,为保障风力发电的可靠性,还要利用电力电子技术,对风力发电系统以及储能系统等进行优化升级,确保供电的稳定性。因此我国风力发电行业发展的过程中,要正确认识到电力电子技术作用和价值,结合风力发电系统的实际运行状态,科学应用各种电力电子技术,在该技术的作用下,提高风力发电水平,为新能源的有效利用提供助力。
参考文献:
[1]杨威.新能源时代电力电子技术在风力发电中的应用分析[J].电气技术与经济,2023,(08):54-56.
[2]石晓东.风机发电机中电力电子技术的应用[J].中国新技术新产品,2020,(16):37-38.