新能源发电风力发电技术研究

新能源发电风力发电技术研究

张磊

中铁三局集团第四工程有限公司 北京 102300

摘要：随着我国经济和技术的发展，我国工业行业实现了跳跃式发展，许多行业和技术都从无到有，从差到精，不断飞速进步。而在工业能力发展的情况下，我国的用电量也开始激增，包括工业化、城市化等方面的用电量越来越大，在这种情形下，更为优秀的的供电服务和更为强大的供电能力成为了社会发展的刚需。基于此，为了促进我国工业化和城市化的发展，要加强新能源发电的研究和建设，本文就新能源发电在电力系统中的发展前景进行详细探究。

关键词：新能源发电；风力发电技术；发展前景

引言

随着经济社会的迅速发展，人类对于能源的需求日益增多，依赖程度也越来越大。但是以往的常规能源，如煤炭、矿石等都属于不可再生资源，数量有限。并且由于近年来的过度开采，这些资源已经趋于枯竭，同时，这些常规能源对于环境的污染是非常大的。所以人类为了可持续发展以及对环境的保护，开始追求更为环保有效的可再生资源，风能就是其中重要的一种。

1 风力发电的现状

1.1我国风能资源丰富

我国拥有丰富的资源，特别是风能资源十分丰富，无论是陆地风能资源还是海洋风能资源，能够开发的数量十分庞大，丰富的风能资源为我国发展风力发电打下了良好的基础。

1.2国内风力发电发展迅猛

近年来我国风能发电项目及发电量已位居世界首列，而且在不断发展过程中，风力发电厂数量不断增加，风电装机容量增多。尽管近两年受相关因素影响，但我国风力发电行业的发展仍超出了预期。特别是我国碳达峰行动目标的提出，为了促进煤炭能源耗费快速达到峰值，政府有效控制二氧化碳排放量，通过推进风力发电行业的稳定运行，可以减少碳排放量，促进碳达峰和碳中和目标的实现，这也是当前风力发电快速发展的主要原因。

1.3发电设备逐步趋于国产化

自我国提出风力发电的建议，最初风力发电技术相对滞后，缺乏相关的配套产业支持。但随着风电设备研究和生产实力的提升，国产风电设备越来越受到专业人员的认可。近年来我国风电设备国产化举措取得了显著的成效，风力发电机的价格大幅下降。特别是随着我国电力设备制造业的高效发展，在我国风力发电设备制造业中，跨国公司将逐步退出市场，风电设备的国产化使价格日趋下降，为风力发电提供了更好的发展驱动。

2 新能源风力发电技术分析

2.1风力发电机组技术

2.1.1 定速风力发电

定速风力发电技术，主要是借助双速感应发电机来进行发电的。在风力发电系统中，低风速区域使用小功率低速感应发电机，高风速区域使用大功率高速感应发电机。在实际运行中，如果其风速超过了额定限度，则可以采取叶片失速方式，对风能使用系数进行有效降低，同时风能使用系数会与最大值存在一些偏差，使得风能无法得到充分利用，因此很多情况下风机是在低效状态下运行的。

2.1.2 变速风力发电技术

首先是双馈感应风力发电。其工作范围会与系统变流器设计产生一定关系，一般变流器的实际容量处于额定功率20%~30%，经济优势良好。从风力发电角度考虑，在电网产生故障之后，可以立即进行低电压快速穿越，在此情况下发电系统会产生的电流峰值较大，要避免影响到系统安全运行，需要采用适宜的保护机制。其次是全功率变流器结合增速齿轮箱风力风电。这种发现技术利用了全功率变流器进行发电参数调整，发电机可以选择的对象也比较多，包括永磁发电机、同步发电机等，通过直驱或齿轮箱的作用，使其与风机有效连接，采用变流器和电网可以连接发电机。由于在电网发生故障之后，需要进行低电压穿越，采用这一技术更容易实现，并且可保证其具备良好的操控性。最后是并网控制和变流器。在变速风力发电中，在风速变换基础上变流器要根据其变化，通过将风机实际输出随其变化的交流电换成与电网电压、频率相同，与电网实现柔性连接，以最大程度上获得风能最大值。

2.2风电接入网技术

风电接入网技术作为风力发电技术中较为关键的一种技术，主要以分布式接入技术和集中接入技术为主。分布式接入技术更适宜应用在一些规模较小的风电场中，即在10 kV 或者是35 kV 的电网中应用效果更好。这类电网建设时存在一定的分散性，采用分布式电源形式接入电网系统，每个电源点容量较小，可以保证电网稳定的运行。集中接入技术在一些规模较大及长距离输送电力的风电场中更具适用性。通过针对风电场或是多个风电场的电能进行集中，并经由变压器进行转换，升高电压，借助于供电线路将其输送到终端。通过采用集中接入技术，可以实现大型风电场或是多个风电场电能的集中输送。

2.3风力发电及其电子变换器控制技术

风力发电的各种发电技术结构并不简单，他们统一呈现出多样性的特点，风力发电与电子变换器控制技术之间存在着环环相扣的关系，二者紧密联系，不可分割，合力促进了发电系统的正常运转，他们相当于机器上的小零件，缺一不可，如果二者配合的好，那么可以起到提升系统运转速度、加速系统中能量转换的作用。由此，高传输率就得以彰显出来了，并且这种技术控制之下的发电以及带来的电力能源都是安全可靠的，是具有一定的安全保障的，可以放心使用，它们也从整体上提高了发电的效率。

2.4风轮控制技术

科学运用风轮控制技术有益于维持、巩固以及提升系统运行效果。技术应用时，利用功率信号反馈控制风轮功率信号的发生、发出过程，风轮实际运转时，功率和客观条件变化保持统一，客观分析运行功率与客观因素之间的相关性，结合分析成果绘制最大功率曲线图，对比最大功率和系统运行实际输出功率，计算差值，在此基础上准确调节风轮桨距，最大限度提升风轮运行功率。风轮控制技术应用时投入成本较多，且风机正常运转时不容易获得最大功率曲线。风轮控制过程中，有效控制叶尖速比十分重要，在环境风力等因素作用下，风轮内叶尖端转动线速度，即叶尖速，控制叶尖速与对应时间内风速的比值时，应主动、全面的优化风机运行系统。

2.5无功补偿与谐波消除技术

无功补偿与谐波消除技术的优势与作用大抵也是同前几个技术一样的，具有一定的积极性与促进作用，然而它的主要功能则是可以在发电中进行补偿与抵制作用，在系统进行无功率消耗运作时是十分危险的，这个时候无功补偿就可以提供给系统以及时的充足的补给，从而对系统进行了修补与维护，使其正常运作，还有在发生类似高压电路对于元件的损坏状况时，无功补偿又可以大显身手，它可以在最大程度上去抑制谐波，这样一来，谐波带来的干扰减小，有时候甚至可以消除谐波，我们还需要调整电容器组，从而可以减小各种干扰与影响，提升系统总体的使用质量，带来更好的体验，更多的价值。

3 新能源风力发电技术发展前景

我国新能源风力发电技术的发展引起了我国管理者的高度重视，同时加以技术上的支持，从宏观的角度进行综合考虑，同时依附于我国企业发展为主体运用市场中的导向作用，进行有效创新及体系，同时加快我国相关技术的开发与创新，这在一定程度上就为我国风力发电技术的有效革新打下了坚实基础，在正确处理相关问题和关系的基础之上，整体提升技术竞争力，为我国风力发电技术良好应用发展提供技术平台，促进我国相关企业经济效益的快速发展与提升。

4 结论

为了满足可持续发展的要求，合理利用风力发电技术成为推动我国电力行业和社会经济稳定发展的关键任务。需要关注风力发电技术的创新应用，不断提升发电技术水平，增强发电系统的综合效益，为我国电力行业的持续发展提供有力支持并保障其稳定运行。在未来的研究和发展中，应该持续致力于改进和优化风力发电技术，以满足日益增长的电力需求，实现经济、环境和社会的可持续发展目标。

参考文献

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