郝利民

摘要：风能作为一种可再生的清洁能源，逐渐替代煤炭成为电力生产的重要能源，对调节我国能源结构和满足经济发展需要发挥了重要作用。在风能转化为电能的过程中，需要利用计算机控制多种设备，确保电能的生产、储存、輸送等工作能够按部就班的开展。文章结合实际工作经验，分别从风能资料收集、风力发电系统的数字模拟以及风力发电系统的监控等方面，就计算机在风力发电中的具体运用展开了分析。

关键词：风力发电；计算机控制；资料收集；数字模拟

引言：

风力发电作为一项新兴技术，在发展过程中不可避免会遇到许多问题，需要不断的进行调试和优化。借助于计算机技术，可以在虚拟环境下开展模拟实验，既可以真实的反映风力发电系统的运行工况，又可以方便技术人员零成本的进行调试运行，为实现风力发电系统的智能化调控和稳定性运行起到了积极帮助。因此，在风力发电领域中，计算机的应用有着不可替代的作用。

一、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。世界上利用风能的国家特别多，而且在能源调查这方面都运用了计算机技术。

例如，美国持续了30年的探索，针对先后四十场大风进行数据的采集和处理，从而为大型风机的选址提供了可靠的数据信息。近几年来还通过卫星遥控收集信息，并且将收集到的信息上传，在风能资源数据库中可以看到全球的风力情况。运用计算机技术，让信息收集变得简单可靠，而且还能实现实时共享。

二、计算机辅助设计功能

无论是风力发电系统的前期开发，还是后期运行调试，都需要处理大量的数据。如果沿用以往的人工式计算和分析模式，一方面是工作效率较低，不能满足风力发电系统开发的要求，另一方面则是容易出现计算误差，导致风力发电系统在调试中出现大量的BUG。因此，借助于计算机的辅助设计功能，可以在很大程度上解决类似的问题。近年来，一些专门的软件不断被研发并投入使用，为风力发电系统设计和调试运行提供了方便。技术人员可以根据实际工作需要，合理选择计算机及其配套软件提供的辅助设计功能。

例如，在进行风力发电系统的动力学计算时，由于计算中需要综合考虑材料成分、强度、韧性以及风向、风力变化等因素的影响，需要借助于计算机辅助设计功能，通过动态的调整这些参数，以找出维持系统稳定运行的最佳数据。在参数分析过程中，可以借助于大数据技术，高速的进行参数动态调整，极大的缩短了研发和调试的周期。

三、风力发电系统的数字模拟

在完成初步的系统调试后，还需要进行性能测试，以确保风力发电系统的运行效果符合设计标准。以往进行系统性能测试，主要是通过装机实验的方式进行，不仅耗费较多的时间，而且一旦测试中发现问题，后期还需要将整个风力发电系统拆解后重新进行问题处理和性能优化，增加了系统研发成本。而计算机则可以构建数字化的风力发电系统模型，在虚拟环境下对三维系统进行各项调试和试验。对于试验中发现的各类问题，可以及时在计算机上进行参数修改。通过多次调试确保系统能够稳定运行后，再进行装机实验，这样就可以降低风力发电系统的研发成本。此外，利用计算机进行数字模拟，还可以将误差控制在标准范围之内，这对于提高风力发电系统的运行质量也起到了积极作用。

四、风力发电机组的试验和性能检测

风力发电机组的试验是研制过程中最为重要的环节。可以找到风机在运行中的主要漏洞，进行修补和改正，防止在真正运行过程中造成重大的损失。风力发电机组的试验项目主要包括三个方面：部件检测、系统检测以及野外性能检测。每一个检测项目都必须有长周期和短周期检测，保证机组在整个运行过程中的稳定性。短周期检测主要是针对一些部件和一些系统问题的挖掘，长周期检测主要是对机组性能参数的分析，每个参数都需要找到更加合适的取样点。每一个测试都需要重复多次，以保证将整个测试过程中的误差降到最小。

五、风力发电系统的监控及过程控制

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。

六、风力发电系统故障的诊断

风力发电系统出现故障的种类非常多，而且涉及的技术范围非常广。就现在的科学技术而言，通过计算机中电气系统控制来诊断整个风力发电系统故障比较容易实现，而且主要是针对一些程序系统故障，可以根据故障提示来确定是否与机械故障有关。在一些大型风机中，故障的诊断非常重要，因为很多时候故障不能及时发现，会导致故障的连锁反应，引发一系列的事故。计算机具备快速处理信息和储存能力，可以很好地开展故障诊断的工作，避免事故的发生或者降低事故的严重性。

结语：

计算机在风电行业的应用非常广泛，把计算机在整个风电行业的优势充分发挥出来，可以更好地适应未来科技化、自动化、智能化的发展趋势。相信在技术人员不断的努力下，一定会取得更多的成就。

参考文献：

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