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摘要：当前越来越多的人认识到了风能的重要性，也不断加强了对风电技术的研发和改进，未来风力发电技术的建造成本会逐渐降低，并渐渐向海上风电转移。在风力发电推广的过程中，想要增加风力发电的规模，就必须对风力发电技术不断改进和完善，以此来提高风力发电的效率。在对风力发电机组功率控制的过程中，技术人员需要对风力发电机组实际的工作环境进行考察，对风力发电机组的内部结构进行优化和改进，从而有效的提高风力发电设备的稳定性和高效性。
关键词：风力发电；功率控制技术；研究
1风力发电设备设计与制造技术的研究
能否向用户提供优质的电能，风力发电设备在其中发挥着重要的作用。风力发电设备的性能好坏也影响着风力发电机组的发电效率。风力发电设备的核心是风机的发电机。而仿真软件测试系统可以为设计和制造风力发电设备提供技术支持和数据信息。叶轮的形状设计及优化风能转化为电能的设计，这是整个技术研发的核心。数据测算时，从力学和空气动力学角度出发，以数值模拟技术、风洞实验技术等众多技术为依据，反复测验，实现叶轮的形状优化及风能转化为电能优化。如今风力发电并网技术，即将实现风力发电和现代电力技术相结合，这项技术的使用可以实现风力发电的最大价值，使风能成为最优质的能源补充。发电机并网过程是一个瞬变的过程，这个过程的好坏影响着后期的发电质量，现代化的设计方案和仿真软件的应用，可以为发电机组更加精细化的设计提供技术支持。但是在运行过程中，需要解决并网控制和功率调节问题，以维持电网自身的稳定性。
2风力发电功率控制技术发展
2.1控制发电机功率的方法
2.1.1发电机功率控制的原理
对于风机功率的控制原理较为简单，其最基本的内容就是在受到风的作用时，有效的控制整个风电机组的输出功率。风速的变化在一个稳定的范围内时，对其进行变速控制，并且建立相应的数据分析曲线，选择一个最合适的功率曲线，从而得到一个最大的功率数值。当风速不稳时，可以调节风机的桨距角，以确保输出的额定功率不会改变。
2.1.2实际功率控制的工作流程
在进行风机的功率控制过程中，使用最多的手段就是变桨控制。变桨控制过程应，先对风电机组的整个控制系统进行优化。当风速较小时，风机不会做出调整，当实时风速与风机的额定风速之间存在差别时，发电机的变速装置就会向传感器发送一个信号，从而对发电机的功率进行有效的调节。风机功率控制的关键所在就是建立一个完整的内部控制系统，对实际的功率进行有效的调节。
2.2风力发电机与相关电力电子变换器控制技术
2.2.1风力发电机控制技术
风能是风力发电的能量来源，由于风速在距地面位置较高处更大，因此能量转化需在高空完成。发电机及相关设备应尽可能的提高工作效率，并减轻重量。永磁发电机具有损耗小、效率高的优点，在风力发电系统中有着广泛应用。目前可采取模块化的方式进行发电机制造，以此降低制作成本。另外，在控制发电机时，通常采取矢量控制法，该方法能够实现直轴电流及交轴电流的耦合解除，由此降低系统功率因数的控制难度。
2.2.2电力电子变换器控制技术
在风力发电系统中，电力电子变换器必须具备以下特征：具有较广的使用面，能够在大型风力发电系统中高效应用；在对风能进行转换时，具有较高的能量转换率，在转换完成后，还要具有较高的传输效率；能够对无功功率进行有效调节，具有较高的可靠性和安全性。在确保运行效率较高的同时，减少设备成本。在风电系统中使用PWM整流器，可以对系统最大功率进行有效控制。在使用整流器时，采取矢量控制方式能够将有功功率与无功功率之间的耦合解除，确保得到的无功功率满足运行要求。除此之外，PWM整流器还能确保有功功率的输出量达到最大，通过对直流环节进行设置，从而有效调节风电系统的无功功率和有功功率。
2.3风力发电中的谐波消除与无功功率补偿
2.3.1谐波消除
在风机发电过程中，谐波会降低电能质量，影响频率、电压，破坏无功功率和有功功率之间的平衡性，因此必须将谐波尽量消除。在实际运行阶段，谐波对风能发电的影响包括以下方面：增加发电机铁损、铜损，导致发电机出现超同步谐振；在电力设备运行过程中，谐波可能会引起设备发热，导致系统正常运行受干扰、控制电路及保护系统无动作，进而影响传感器性能的准确性，损坏电子设备，带来较大的经济损失。
谐波消除方法包括以下几点：首先，利用变流器等电力设备，使其相位和谐波相互抵消；其次，谐波会导致无功功率增加，对电容器组进行合理调整，以此实现无功功率的改变，降低谐波对其影响；最后，采用三角形连接方式进行连接，将谐波进入量尽可能减小。此外，还可以根据实际情况加设滤波器。
2.3.2无功功率补偿
受感性元件影响，电力系统中的无功功率会产生消耗现象。当电压通过感性元件时，由于仅仅是无功功率出现消耗，感性元件两端的电压不会产生变化，假如存在较高电压，感性元件会有大电流通过，可能会损坏元件设备。这种情况下，应当对风力发电系统进行无功功率补偿，对谐波作用进行抑制。电容投切法在无功功率补偿中有着广泛应用，但是该方法也存在一定缺点，例如：如果在相同时间内投入的电容容量过大，会导致电压波动产生。
3风力发电功率控制策略
3.1风力发电机变桨距控制
在风力发电中根据叶片和轮毂的安装结构可以分为定桨距风机和变桨距风机两种。定桨距风机是将叶片固定安装在轮毂上，在工作过程中，桨叶是不会发生角度变化的。变桨距风机在实际工作中必须解决根据风速变化，桨叶自动调节功率和风机的制动功能。具体表现在：①变桨距风机在叶片和轮毂之间采用非刚性联结方式，这样叶片就可以在工作中调整桨距，根据风速调整叶片和轮毂之间的角度。在实际工作中，随着风速的变化，叶片与轮毂始终保持在最佳的角度，在发电过程中提高输出功率；②在风速大于机组的切出风速时，就会自动停止工作，桨叶可以在风机停止工作时保护风机不受损害。
3.2风力发电机的偏航控制
在风电机组的控制系统中偏航控制系统是非常重要的部分。偏航系统与机组测风系统相互配合，可以保持风轮一直处在迎风状态，提高风机的发电效率，同时保障风机的运行安全。风机的偏航系统分为主动迎风偏航系统和被动迎风偏航系统。偏航控制系统的作用主要是在风向发生改变时，可以更好地调整风机机头，让风机始终处于迎风状态，最大限度地捕获风能，提升风机的功率输出。
结束语
随着技术的不断发展，人们对风力发电的需求正逐渐增加，经过几千年的发展，风力发电已经改变了传统的发电模式，成为一种主流发电模式。随之相应的风电技术也应同步提高，以便提供更好的技术支持。在我国已经具备良好的风力发电环境的前提下，随着技术的不断发展，我国的风力发电也会快速发展，逐渐推动世界风电的发展。
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