李雅倩 茹意 何瑤

摘要：21世紀是一個創(chuàng)新開發(fā)新能源的時代，我國對于新能源不斷探索研究的過程，也為我國經(jīng)濟鋪設(shè)了一條可持續(xù)發(fā)展的光明道路。風力能源作為我國目前可再生清潔能源的代表，具有廣闊的發(fā)展空間。以風力能源基礎(chǔ)而建立的風力發(fā)電系統(tǒng)有效的節(jié)約了我國傳統(tǒng)電能發(fā)電的資金成本，為我國的經(jīng)濟發(fā)展邁上更高層次的舞臺提供了一個跨越式的高階梯。然而，我國的風力發(fā)電系統(tǒng)因為還處于逐步完善的發(fā)展階段，部分功能還有待開發(fā)，在發(fā)電的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。所以，這些問題亟待有思想有技術(shù)的專業(yè)人士去發(fā)現(xiàn)去解決，積極地推進我國新能源的良好發(fā)展。本文論述了風力發(fā)電過程中電子電力技術(shù)的具體應(yīng)用，希望對我國新能源事業(yè)的發(fā)展具有一定重要的推動作用。

關(guān)鍵詞：風力能源;風力發(fā)電;電力電子技術(shù)

1 電力電子技術(shù)的具體內(nèi)涵

電力電力技術(shù)，簡單來說，指的是電力發(fā)展領(lǐng)域中電力技術(shù)的統(tǒng)稱。它是由電路以及一系列的電子元件整合而成，其中半導(dǎo)體材料是電力電子元器件中最為基本的原材料，且電子學(xué)是電路的基礎(chǔ)理論。電力電力技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展為我國電能源事業(yè)的發(fā)展提供了必要的條件，它可以通過交流變頻器變化控制電能裝置，保證發(fā)電過程中電流的雙向交互性，從而確保電能的持久性，使發(fā)電工作能夠保持最佳的工作狀態(tài)?，F(xiàn)今，我國正致力于研究電子電力技術(shù)在新能源中的具體應(yīng)用，最為顯著的為風力發(fā)電中電力電子技術(shù)的重要發(fā)展，高效提升了風力發(fā)電系統(tǒng)的工作效率。不過風能發(fā)電仍有部分問題需要我們?nèi)ジ倪M，繼續(xù)完善，不斷創(chuàng)新，砥礪前行，使它能夠呈現(xiàn)一個穩(wěn)步的發(fā)展的模式[1]。

2 風力發(fā)電過程中使用的電力電子元器件

2.1 IGBT功率器件

在具體的風力發(fā)電過程中，IGBT是用于控制發(fā)電功率的相關(guān)元器件，IGBT因為自身的功效性，可以實現(xiàn)對電流的及時切斷，使控制電能源這樣一個原本復(fù)雜的過程變得相對簡單。風能發(fā)電模式由于風能源具有一定的不穩(wěn)定，所以必須采取有關(guān)針對性的措施，將不穩(wěn)定的風能源轉(zhuǎn)換為持續(xù)穩(wěn)定的電力能源。也是由于風力發(fā)電的不穩(wěn)定性，IGBT在具體的運行過程中，不僅要承受風力發(fā)電過程中所產(chǎn)生的波形相對波動，而且還會經(jīng)受高程度的熱量的灼燒。如此下去，IGBT元器件必定會產(chǎn)生一定的問題，為此，專業(yè)人士精心研發(fā)，在市場上推出了IGBT的逆變器，風力過程所產(chǎn)生的波形波動對IGBT逆變器幾乎不會有什么影響，這是一個比較有積極意義的創(chuàng)新，從根本上規(guī)避了風力發(fā)電這一穩(wěn)定的特性，而且也不會影響工作效率，依然高效的確保對電流功率的實時控制，掌握具體的發(fā)電功率狀態(tài)，極大的推動了電能事業(yè)的發(fā)展。

2.2 矩形參數(shù)變換器

電力電子技術(shù)中的矩形參數(shù)變換器在風力發(fā)電中的具體應(yīng)用也是十分普遍的。它可以準確的分析交流電中的參數(shù)信息，并且相應(yīng)的作出調(diào)整，必要時對參數(shù)信息進行一定程度的轉(zhuǎn)換。IGBT所推出的逆變器可以避免風力能源不穩(wěn)定的不足，然而在它的基礎(chǔ)上，矩形參數(shù)變換器則可以很好的完全解決風力發(fā)電頻率電壓不穩(wěn)定，不好控制的弊端。它可以通過在恒定電壓頻率與交流電壓頻率之間進行切換的具體操控模式，對風力發(fā)電時的真實狀態(tài)有一個宏觀的掌握，實時調(diào)節(jié)電壓的穩(wěn)定性，保持系統(tǒng)工作的恒定高效性。風力發(fā)電過程中因為有眾多電力元器件的存在，才得以長久的發(fā)展。因此，相關(guān)的工作人員需要時刻保持工作上的認真細致，定期觀察電力電子元器件在風力發(fā)電過程中的具體狀態(tài)，并及時的發(fā)現(xiàn)問題，解決相關(guān)問題，對設(shè)備進行定期檢測維修，以保證發(fā)電設(shè)備良好的性能，高效的工作狀態(tài)[2]。

2.3 交直流交變頻器

在電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用中，交直流交變頻器與矩形參數(shù)變換器具有部分相似的功能，都可以對風力發(fā)電過程中的頻率進行相應(yīng)的控制調(diào)整，但是兩者所具有的功能也不盡數(shù)相同。矩形參數(shù)變換器主要是可以實現(xiàn)對交流電中參數(shù)的準確分析，并且進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。交直交流變頻器自身配備有變頻器，風力發(fā)電系統(tǒng)具有恒頻的特性，交直交流變頻器可以實現(xiàn)發(fā)電過程中的雙向電流，并且通過變頻裝置，有效地將有波動的風能源轉(zhuǎn)化為持久穩(wěn)定的電能，對于風力發(fā)電具有極為顯著的作用。由此可見，電力電子技術(shù)在風力發(fā)電過程中是必不可少的一部分，它可以將綠色可持續(xù)發(fā)展的風能源，在一定的基礎(chǔ)上，對其進行一系列的加工轉(zhuǎn)換，使其為人類技術(shù)社會的進步做出了不小的貢獻。

3 風力發(fā)電系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 電力電子技術(shù)對風力發(fā)電系統(tǒng)的改造更新

處于一個信息技術(shù)快速發(fā)展的社會，只有不斷的改革創(chuàng)新才能順應(yīng)時代的潮流，躋身社會前位，一旦止步不前，滿足于當前的發(fā)展，就容易被不斷進步發(fā)展的社會所拋棄。在傳統(tǒng)風力發(fā)電系統(tǒng)的工作模式中，都是利用讓風能源主動失去速度的方式讓其轉(zhuǎn)換為電能，這種方式耗費了大量的時間以及人力，不利于新能源在發(fā)電事業(yè)中的長久應(yīng)用發(fā)展。擯棄這種傳統(tǒng)落后的轉(zhuǎn)化電能的方式，經(jīng)由社會上的多位創(chuàng)新人才以及相關(guān)的專家研究，推出了電力電子技術(shù)，并且將它應(yīng)用于風力發(fā)電的具體過程中。新模式下的電力電力技術(shù)，將眾多物理元器件組織整合在一起，集中改變風力發(fā)電過程中不穩(wěn)定的特性，并且采用交流電的形式，將風能持續(xù)不斷的轉(zhuǎn)換為電能源。電力電子技術(shù)中一個具有重要現(xiàn)實意義的發(fā)明即是變速恒頻風力發(fā)電機系統(tǒng)，它將風力發(fā)電整個過程貫穿一致，逐漸邁上一體化的進程[3]。

3.2 電力電子技術(shù)使風力發(fā)電系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定性

新時代的風力能源因為其綠色健康可持續(xù)發(fā)展的特性，受到眾多技術(shù)研究者的喜愛，都集體加入到開發(fā)新能源應(yīng)用的行列中。當下要充分發(fā)揮風能源的優(yōu)勢作用，就必須把它的相關(guān)缺點降到最小化，才能為人們提供最好的電能服務(wù)。為了解決風力不穩(wěn)定性的因素，各位學(xué)者集結(jié)多方智慧，不斷地創(chuàng)新發(fā)展新的技術(shù)，以求解決這個問題，從根本上保證風力發(fā)電、供電的穩(wěn)定性。當前人們對于風力發(fā)電儲能的關(guān)注度不斷的上升，應(yīng)為最為廣泛的莫屬于蓄電池，智能的整合了多種電力電子技術(shù)，它安裝簡便，儲存電能的速率也相當?shù)母?，為當前風力系統(tǒng)儲能的主要發(fā)展方向。系統(tǒng)儲能性的有效保障，為風力發(fā)電注入了不斷蓬勃發(fā)展的新鮮活力。由此可見電力電子技術(shù)在風力發(fā)電系統(tǒng)中的積極應(yīng)用，為新能源發(fā)電帶來了許多重要的創(chuàng)新改革。相信科技的不斷發(fā)展，會為新能源的發(fā)展開辟更多嶄新的道路，我國也會拓展出新能源在其他應(yīng)用領(lǐng)域上的重要發(fā)展[4]。

3.3 電力電子技術(shù)在風力發(fā)電傳輸電能的技術(shù)應(yīng)用

在電力電子技術(shù)應(yīng)用于風力發(fā)電的具體過程中，將風力轉(zhuǎn)換為持久恒定的電能源并傳輸電能是電力電子技術(shù)的主要功能任務(wù)。與此同時，當風力轉(zhuǎn)換為電能，現(xiàn)下一個迫切需要解決的問題即是要將電能進行高效遠距離的傳輸，要保證電能源的恒定性以及有效性，把電能損耗降到最低。為了應(yīng)對這個問題，風力發(fā)電企業(yè)，正在著手研發(fā)HVDC電力電子技術(shù)，采用高壓直流輸電的形勢，確保電流遠距離傳輸?shù)母咝圆⑶医档蛽p耗。這種電力電子技術(shù)的優(yōu)越性在于對于環(huán)境的整體要求相對較低，而且可以保證高質(zhì)量，低損耗的傳輸電能，研究發(fā)展前景是十分廣闊的。該技術(shù)完美的融合現(xiàn)代高科技技術(shù)，把它與電力電子技術(shù)整合在一起，共同用于風力發(fā)電系統(tǒng)中電能的傳輸，展示了我國科技發(fā)展的持續(xù)穩(wěn)定性，是我國科技快速進步的重要標志。

3.4 電力電子技術(shù)風力發(fā)電過程濾波補償?shù)奶幚響?yīng)用

風能源發(fā)電的過程中，存在多種突發(fā)狀況，比如閃變、發(fā)電源的間接性波動以及風力配電網(wǎng)諧波收到污染等多種情況。相關(guān)監(jiān)管風力發(fā)電過程的工作人員，一定要時刻觀測風力發(fā)電設(shè)備的具體狀態(tài)，高度重視此類問題，及時告知上方部門處理相關(guān)狀況。同時這些發(fā)電問題的存在，也對電力電子技術(shù)提出了新的要求，要及時更新相關(guān)電子配件，進行風力發(fā)電過程的濾波補償處理。在當前形勢下，有源電力濾波器和靜止無功補償器是處理風力發(fā)電過程濾波補償?shù)闹匾娏﹄娮蛹夹g(shù)。有源電力濾波器在實際應(yīng)用的過程中，可以實現(xiàn)對風力發(fā)電過程瞬間無功率的控制;而靜止無功補償器可以實現(xiàn)對發(fā)電過程中所產(chǎn)生的負電荷的具體實際狀況進行實時跟蹤，并且提供相應(yīng)的無功率補償。二者相互配合，便可以使風力發(fā)電過程濾波補償工作順利的展開[5]。

4 總結(jié)

電力電子技術(shù)的應(yīng)用與風力風電技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，在許多環(huán)節(jié)中都扮演著比較重要的角色，它已經(jīng)成為了風力能源發(fā)電向前發(fā)展不可缺失的一部分。風能源發(fā)電盡管初期由于技術(shù)上的不完善，存在著諸多的問題，當隨著現(xiàn)在科技的不斷發(fā)展，風力發(fā)電事業(yè)也不斷的發(fā)展擴大，甚至成為當前社會電能的主要來源，作為一種可持續(xù)發(fā)展的能源，在未來的發(fā)展中無疑具有無限的拓展空間。望我國持續(xù)的創(chuàng)新發(fā)展新能源，開拓出更多可以持續(xù)利用的能源，把它們應(yīng)用于人們生活的方方面面，造福于社會，推動祖國經(jīng)濟事業(yè)的又快又強發(fā)展。

參考文獻：

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[4]聶晶鑫.風力發(fā)電系統(tǒng)中儲能技術(shù)的研究[D].西南交通大學(xué)，2011.

[5]王兆安，等.風力發(fā)電過程中諧波抑制和無功功率補償[M].機械工業(yè)出版社，2005.