计算机在风力发电领域中的运用

郭磊

【摘要】：国家在快速的发展，社会在不段的变化，风能作为最常用的一种发电能源，已经成为最常见的发电方式之一。对于风电功率的预测，能够有效提升风力发电系统的可靠性，并且实现我国风力发电的可持续发展。对于此，文章针对风力发电风电功率的统计与预测，对其未来的发展进行了分析，希望能够为我国风力发电今后的发展提供强有力的支持。

【关键词】：计算机；风力发电；故障诊断

引言

在能源和资源急剧消耗的今天，生态环境逐渐恶化，为了能够谋求经济可持续增长，大力开发新型清洁能源是十分必要的，受到了当前世界各国的广泛重视。风能的出现，作为一种清洁新型能源，可以有效缓解能源危机，推动社会经济持续增长。风力发电技术经过不断的完善和创新，逐渐成为新型清洁能源中重要组成部分，增速处于第一位。但是，较之国外的风力发电技术而言，我国的风力发电技术水平还处于一个较低水平，尤其是在风力发电整体设计和调速调频等技术还不够成熟。故此，如何能够有效提升风力发电成效，优化风力发电过程，加强风力发电控制技术分析是十分有必要的，加强对其研究有助于为后续工作提供参考。

1、风力发电现状

众所周知，风能是新时期大力推进的新型清洁能源，其优点有目共睹，但也具有不可避免的局限性。它的优点主要是没有污染，永远不会衰竭；但其局限性也较大，比如风力发电的稳定性比其他发电方式弱，且风能不能储存，只能实地采取。因此，在我国风力发电的发展过程中也遇到了不少问题，主要问题是对电能、电网质量的影响较大，因为风的速度和方向变化随机。这种随机性会引起负荷和电能发生一系列变化。如果电网的规模较小，其稳定性多多少少也会受到影响；但如果电网规模较大，就会影响到电能质量。不仅如此，我国目前各大风力发电所的使用设备也有着不容忽视的局限性，它们的特性一般较为复杂，所以无法对其进行有效的风力发电控制。更重要的是，我国目前有两种风电系统的模型，分别是线性模型和非线性模型。线性模型一般与传统的控制方法相结合，它要想实现最大量风能捕获，就要调节发电机的相关属性，这种方法是较为简单的。但与非线性模型相比，线性模型在工作范围、环境等多方面都有很大的不同。

2、计算机在风力发电领域中的应用

2.1风能资源的调查与资料收集

风能是否能有效地转化成电能，需要提前进行气象观察和对风能利用试验进行评测。在很多情况下，气象对风能利用率的影响非常大，针对不同地区不同的发电系统，需要有不同的方案，这样才能取得最大的经济效益。所以风能资源的调查和材料收集就显得十分重要，在整个发电系统建立之前要进行多方面的资料整合，比如年风速、月风速、最大风速、风向以及改变频率、气象灾害、溫度变化等，来确定建立时需要什么样的发电机组，每一套发电机组的性能指标以及整个系统的运行模式。使用常规的仪器收集材料，不仅仅数据的处理量非常大，而且处理时间长，数据不够精准，而计算机在这方面的运用大大提高了工作效率，让数据更加准确。

2.2风力发电系统的数字模拟和性能测试

风力发电系统是在一个特定的大气环境下进行的，对环境要求比较高。为了设计出可以与当地气候相匹配的风力发电系统，获到最优的运行方案，在设计的过程中需要对风轮机进行试验检测，制造和选定相匹配的大气条件，利用计算机对风机进行数字化的模拟和试验。通过计算机的模拟，可以调节风机的性能，而且大大节省了人力试验的成本，通过计算机得到的数据更加准确，性能调试的误差也可以降到最低。

2.3风力发电系统的监控及过程控制

在风力发电系统中，计算机可以进行监控以及网络控制。众所周知，风力的不稳定性给整个发电系统带来了很多问题，风力的变化幅度大，而且频率、方向都不一样，所以发电机组的性能也需要随时调节，以适合当时的气候。当风特别大时，转轮需要停止工作，防止超负荷运作带来的损失。在风速变换的过程中，需要收集和处理参数，保证发电频率的稳定性，及时调整运行的状态。通过计算机进行随时监控、自动化调整，通过不同的感应器将资料传给计算机，计算机根据程序设置进行监视和控制，不仅仅提高工作效率，而且具有随时性和可靠性，大量节省人力成本。

2.4风能资源的调查与资料收集

风能是否能有效地转化成电能，需要提前进行气象观察和对风能利用试验进行评测。在很多情况下，气象对风能利用率的影响非常大，针对不同地区不同的发电系统，需要有不同的方案，这样才能取得最大的经济效益。所以风能资源的调查和材料收集就显得十分重要，在整个发电系统建立之前要进行多方面的资料整合，比如年风速、月风速、最大风速、风向以及改变频率、气象灾害、温度变化等，来确定建立时需要什么样的发电机组，每一套发电机组的性能指标以及整个系统的运行模式。使用常规的仪器收集材料，不仅仅数据的处理量非常大，而且处理时间长，数据不够精准，而计算机在这方面的运用大大提高了工作效率，让数据更加准确。

2.5风力发电容量未来发展预测

前文说到，我国风力发电起步比较晚，虽然如此，但是后期的发展却非常迅速，我国风力发电技术发展受到了非常大的重视，并且专家、学者在风力发电预测这一领域也有了非常显著的研究成果。研究主要涵盖风力发电价值的预估、风电场模型与容量可靠性预测、风力发电机可行性与容量系数预测等。以上相关研究成果在统计意义方面都属于长期预测预估，对风电场地址的选择、规划、投资、效益评估等方面奠定了扎实的基础。

结语

本设计安装并使用之后，通过设立在风力发电场中控室的监控主机，运行维护值班人员对风电场升压站站内设备间以及风力发电机组的运行情况进行时刻监控，大大减少了运行维护人员的巡检次数和工作强度，同时升压站站内的运行设备和风力发电机组巡视的及时性提高到随时巡视，同时本设计中报警设备应用、可视对讲设备应用、门禁设备应用有效的保证了风力发电场站内变电设别以及风力发电机组的安全、稳定、可靠运行，大大提高了风力发电机组的可利用率，同时也降低人身伤亡事故的发生。

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