新时期新能源风力发电相关技术分析

新时期新能源风力发电相关技术分析

乔宏毅

内蒙古京能苏尼特风力发电有限公司 内蒙古锡林浩特市 026000

摘要：随着化石能源的日益枯竭，以及化石能源的大量使用所带来的温室效应及气候变化，可再生能源的开发利用已成为一个全球性的问题。其中，风能作为一种新的可再生能源，具有环境友好、储量丰富等优点，有望替代石油。风能作为一种可再生、可再生、可再生、可再生能源，是当今世界各国重点发展的一种新能源。风力发电作为一种效率高、环境友好的新能源，在社会的各个领域得到了广泛的应用。自1888年世界上出现第一台风力发电机以来，历经百年的发展，风力发电技术日趋成熟，我国也在世界上脱颖而出，成为世界上风力发电技术的第二大国。在国家“双碳”目标指引下，为保障人类可持续发展，迫切需要对风电技术进行研究与应用，以进一步提高风电利用效率，推动相关行业健康发展。

关键词：新能源；风力发电；技术

1风力发电技术

1.1电子变化器控制技术

从风力发电技术的研究来看，该种技术的应用，最为重要的一个构成部分就是电力电子变换器的控制器。因为在风力发电技术应用的时候，控制器对于技术的应用效果有着重要的影响，且风力发电技术有着应用范围广的优势，需要合理的运用电子变换器控制技术，才能够实现对风能的高效转化，在风能转化成电能之后，也能够以高效传输的方式实现对电能的传输。在实际运用的过程中，通过合理的运用电子变化器控制技术，则可以实现无功功率运行，可以说此种技术的应用使得风力发电更具备可靠性。另外，科学合理的运用PWM（脉冲宽度调制，一种模拟控制方式）整流器，可以实现对电力系统的最大功率进行科学且有效的控制。所以，对于整流器选择的时候，必须严格按照矢量控制的方式来进行，这样既可以使得整流器具备解决有功功率和无功功率存在的障碍，还能够使得无功功率的运行符合实际运行的需求。同时，对于PWM整流器的应用上，可以实现有功功率传输量的最大化处理，特别是对直流环节的优化设置，则可以实现对风电系统的无功功率与有功功率的有效调整，在此基础上，可以达到提升风电系统运行整体效率的水平。

1.2无功补偿及谐波消除技术

在新能源发电研究方面，对于风力发电的应用实践中，相关工作人员灵活地运用无功补偿技术与谐波消除技术，可以维持风力发电系统的稳定运行。对于无功补偿及谐波消除技术的应用上，可以在感应元件的相互作用和影响之下，将风力发电系统之中的无功功率的实际消耗情况真实地反映出来。且电压在通过感应元件的整个过程中，若是在高压相对较高的情况下，感应元件的电流会对其他元件产生一定的破坏影响。所以，当前需要采用合理的无功补偿技术，对谐波进行有效的处理，从而风力发电系统的稳定运行提供保障。

1.3风轮控制技术

从新能源发电研究的角度来看，对于风力发电技术的具体运用过程中，风轮控制技术在其中发挥的作用非常大。合理的运用这一技术，可以维持风力发电系统处于稳定运行的状态。在具体运用此项技术的时候，其是以功率信号反馈来对风轮功率信号进行管控，在风轮实际运用的过程中，功率与具体条件的变化需要保持一致性，经过对功率关系的分析，然后绘制最大功率曲线图，在操作的时候，需要将最大功率与风力发电系统实际输出功率进行对比，获取差值。然后对风轮桨的距离进行调整，这样就可以在整体上提升风轮运行功率的水平。但是，此种改造方式需要耗费的成本比较多，特别是风机在正常使用的时候，对于最大功率曲线的获取存在着一定的难度，需要对这一点给予高度的重视。在对风轮控制技术应用的时候，因为管控叶尖速比是比较重要的，这主要因为在风力因素的作用下，风轮之中的叶尖端转动有限速度，也就是叶尖速，叶尖速比就是叶尖速与时间内风速的比值。而对于这一比值的控制上，则需要重视对风机运行系统的改善，才能够获取良好的控制效果。

1.4并网风力发电技术

在风力发电系统运行过程中，可将收集到的风能转化成电能。在风电场中，风速大，风向单一，要求风机采用变速桨距控制。在无齿轮箱的情况下，风力发电机可通过风力发电机直接驱动风力发电机，从而达到发电目的。由于直驱式风力发电机本身体积庞大、重量大，所以在使用过程中，必须要有一套与之相匹配的驱动系统，以保证其稳定可靠。随着直驱风电机组向实用化发展，为进一步提高其轻型化能力，采用基于永磁技术的直驱机组是很有可能的。在这种情况下，相较于传统的旋转电动机，永磁同步风力发电机具有更明显的优点。目前，当风力发电规模达不到预定标准时，风力发电企业有权利用变流机对机组进行控制，以保证机组实际出力能完全满足设计要求。在此背景下，为了更好的进行具体的应用，风电场工作人员必须充分了解并掌握变流器的工作原理。在换流器运行过程中，首先，通过合理的控制侧换流策略，可有效提高风电机组输出电流的稳定性。另外，通过调整侧的换流器电压，提高风机自身的电能质量。在此过程中，风机可通过侧变流器组对实际的电流变换方式进行调节，从而引起内部转子运动速度及电动势能变化，从而有效缓解功率波动带来的不利影响。同时，通过采用电压侧变流控制方式，调节变流器输入端的电能，使其在运行过程中具有更高的效率。其次，利用网侧电流控制方式，实现对系统内电网及换流器功率的有效调节，大幅降低风电出力入网后需重新调整的频率。

2新能源风力发电技术未来发展方向分析

2.1大容量风电系统

随着社会经济的迅速发展，风力发电技术在社会各方面都得到了越来越多的重视。近几年来，我国已投入运行的风力发电系统规模不断增大，其内部结构也日趋复杂。因此，为确保风电装备最大限度地发挥其性能，有必要对大型风电机组及相关控制系统进行深入研究。目前，我国大容量风电系统的研发与应用还存在许多不足，很多技术问题还没有解决。大型风电机组因其自身具有巨大的储能容量而成为世界各国主要采用的发电设备之一。与此同时，随着风电机组单机容量的不断增加，其结构及控制系统的难度也随之增大。为保证风电系统在运行过程中能满足稳定运行的需要，需要持续地提升风机的综合性能。随着各种新材料的开发与应用，以及相关工艺技术的不断革新，风电系统有望逐步实现高性能、大容量等多种功能。此外，大容量直驱永磁同步电机的研制与应用，也是今后风电技术发展的重要方向。

2.2海上风电场技术

相对于陆地上的风力发电而言，海上风力资源更丰富，风力的稳定性也更强。当前，随着风力发电规模的不断扩大，风电机组的装机容量与发电量均呈现出显著的增长趋势，但由于我国近海资源的匮乏，风电的发展前景十分广阔。在此背景下，为提高新能源利用效率，可考虑在海上建设具有较大单机容量的风电机组。当前，海上风电场电能传输仍面临诸多挑战。前期施工任务比较繁重；建设项目投资巨大；海上风电场协同控制技术还有待提高；海上风力发电系统的运行和维护难度较大等。随着科技水平的不断提高，人们相信不久的将来，这些问题都会得到很好的解决，从而推动我国近海风电技术的快速发展。

3结语

随着风电技术的迅速发展，我国风电建设规模不断扩大。同时，风力发电所带来的环境污染也越来越突出。在今后的发展过程中，相关部门应深入挖掘潜在的风能应用领域，促进理论和实践相结合。与此同时，为了进一步推动我国风电技术的发展，全面提升风电资源利用效率，加快实现“碳达峰、碳中和”目标，需要加大政策支持和引导力度。

参考文献：

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