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摘要：现如今，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，针对风力发电机组，在对其风力发电机组控制进行分析介绍的基础上，对风力发电机组的运行维护进行深入分析，为风力发电的发展奠定坚实基础。
关键词：风力发电机组；机组控制；机组运行维护
引言
随着社会的发展，社会各界对电能供应的需求不断增加，推动着供电领域的快速发展。风力作为一种重要的可再生清洁能源，利用风能实现发电，对供电行业与社会可持续发展具有重要意义。风力发电机组是将风能转化成电能的重要系统，而在风力发电机组当中，控制系统属于关键的组成部分，需要加强关注，采取科学的控制技术合理控制风力发电机组，能够促使该机组发挥其最大功效，推进风能至电能的可靠转化。
1风力发电机组分类
风力发电机组的类别划分，主要的依据是不同的风力发电机组其自身特点以及相应的应用效果。结合不同的风力发电机组，其应用的地域差异，将其主要分为陆上风力发电和海上风力发电两种类型，其中，海上风力发电属于近几年较为流行并发展较快的机组类别，也是目前主要的发展趋势。结合不同发电机其自身容量的大小，将其分为大型风力发电机组和中型风力发电机组，其中大型发电机组主要应用于海上发电，效果较为突出，也成为目前研发发电机组的重点对象。结合不同的风力发电机组的类型，将其分为直驱型风力发电机组和双馈型风力发电机组，其中直驱型风力发电机组没有齿轮增速箱，其电机通常使用的是同步发电机，而双馈型风力发电机组设有齿轮增速箱，其电机通常使用的是异步发电机。结合不同的风力发电机组桨距的特性，将其分为变桨距风力发电机组和定桨距风力发电机组，其中变桨距风力发电机组的自身结构较为复杂，控制方式也存在较大的复杂性，不过其在利用过程中，对风能的利用效率更高，并且能够对输出功率实现全面优化，是风电控制的重要发展方向。
2风力发电机组控制
2.1定桨距失速风力发电
这项技术起源于80年代中期，之后在市场中占据很大比例，用于解决并网、运行控制等方面的问题，主要包括以下技术：软并网、自动解缆和空气动力刹车。安装过程中，桨叶节距角已确定，机组转速主要由电网频率来控制，而输出功率则由桨叶自身基本性能控制。如果风速超过额定转速，则桨叶可以采用失速调节将功率控制在一定范围内，依靠叶片特殊结构，在遇大风后，从叶片背面经过的气流将出现紊乱，影响叶片的气动效率，对能量的捕获造成限制，最终产生失速。考虑到失速为典型的气动过程，十分复杂，当风况较不稳定时，难以准确得出实际的失速效果，因此在超过MW级的机组中往往很少使用。
2.2变桨距风力发电
在空气动力学方面，如果风速相对较高，则可通过对气流的改变和桨叶节距的调整来改变机组动力转矩，确保输出功率可以保持平稳。通过对变桨距这一调节方式的应用，能使输出功率的变化曲线保持平滑，阵风情况下，基础、塔筒和叶片冲击比之前提到的失速调节小，能减少材料实际利用率，并减轻机组的整体重量。
2.3主动失速/混合失速发电
该技术是上述两项技术的合理组合，在低风速情况下，通过对变桨距技术的应用来提高气动效率，在风机功率达到额定值后，按照与变桨距调节相反的方向对桨距进行改变。该调节方式会使叶片攻角产生变化，使失速现象更加深入，确保功率输出保持平滑。
2.4H∞鲁棒控制
Hardy空间是H∞鲁棒控制的理论基础，借助个别性能指标相应无穷范数的优化，以获取拥有鲁邦性能的控制器。H∞鲁棒控制能够对多变量的问题实现良好的处理，并在其较为严格且精准的数学基础上，对建模初期存在的相应误差进行解决。在风能激励的时候，H∞相应范数为最小，此时控制系统能够实现最稳定的输出，并保障系统依据既定目标轨迹进行稳定运行，H∞鲁棒控制属于控制风力发电机组的一项重要技术。当风向以及风速处于不稳定且变化频繁的情况下，可以通过H∞鲁棒控制的相关原理来控制变速恒频风力发电系统，促使系统快速追踪风能，确保可以提高风能的利用率，对风能的捕获率也更高。
2.5模糊控制
在多种智能控制方法当中，模糊控制属于典型的智能控制法，该方法以模糊推理和语言规则为基础，是一种高级控制策略，非线性因素不会对其产生直接影响，鲁棒性较强。对风力发电机组进行模糊控制，有利于促使风能利用率的大大提高，并跟踪最大功率，还具有变速恒频的特点。模糊控制理论由于自身优越的特点突出，并在发展当中有效结合了仿人智能技术、人工智能技术以及神经元网络技术，全面推动了风力发电机组控制技术的飞速发展。比如将模糊控制技术应用到变桨距并网型风力发电机组当中，能够有效对控制系统相应的动态特性实现全面改善，同时还对调节叶尖速比、风轮桨距角以及风力机转速实现有效控制，促使风力发电机组实现恒定频率和恒功率输出，相比PID控制器，模糊控制对抖振实现了有效控制，不仅减少抖振，还将促使系统的质量和运行效率更高。
3风力发电机组运行维护
3.1日常维护
运行维护主要由两部分组成，即远程操作和现场维护。其中，远程操作是指通过远程控制来实现维护及故障的排查、处理。无论是电网电压还是温度控制，均可采用远程复位得以维护。此外，利用远程控制还能自动采集机组相关运行参数，对输出功率及风况等实施收集与远程传输，进而为控制人员提供可靠的参考依据，进而完成高水平的远程维护。实践表明，通过对远程维护的合理应用，能实现对故障的准确分析，缩短停机时间，保证利用率。虽然远程维护作用显著，但仍有很多维护工作与故障的排查和处理需要到达现场进行。所谓定期检修，指的是对机组联接件所设螺栓的力矩与传动部件进行润滑测试，在发现问题后，应立即进行维护与处理，保证机组稳定运行。对于日常维护，是指对机组所有部件进行定期检查和维修，包括安全平台、升降装置、液压装置等，还涉及到基本的清理工作。
3.2故障处理
风电机组具有持续运行时间较长、体积与自重大等特点，这对维护和检修有较大的影响。若部分细节问题未能及时发现，则会使其不断积累成更严重的故障，对机组实际运行造成严重影响。对此，机组故障检修至关重要，需要关注以下几方面内容：①设备状态检修，以日常维护为基础，对机组及设备的运行情况进行准确判断，及时发现并解决实际问题；②预防性检修，根据机组实际运行规律与相关技术标准，对机组所有部件实施定期检修处理，包括更换、紧固和调整等。预防性检修主要针对的是小部件；③故障维修，当机组中的大型部件与电气系统产生故障时，机组可能停止运行，需对重要部件进行修复与更换。
结语
由于以往电力企业对不可再生能源过多的利用，造成了重要的能源消耗和环境污染，影响人类的长期发展，因此，通过风力发电机组实现对风能这一可再生清洁能源的有效开发和利用，对保持社会的可持续发展具有重要意义。风力发电机组是实现风能转化成电能的重要系统，利用各种现代技术实现对风力发电机机组的高效控制，有助于提升风能的捕捉率和利用率，所以，为了进一步加大利用风能，需要积极利用现代科学技术，进一步创新风力发电机组控制技术。
参考文献:
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