新能源风力发电的发展思路探析于凡

新能源风力发电的发展思路探析于凡

于凡

大唐新疆清洁能源有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830000

摘要：当今世界，能源在促进全社会发展方面发挥着不可替代的作用。然而，随着煤、石油、天然气等常规化工能源的枯竭，迫切需要一种新的可再生能源。因此，可再生能源的开发利用受到世界各国的高度重视。目前，风能相关技术的发展较为广泛和成熟。如何大力发展新的可再生风能是大多数学者研究的一个重大课题。

风力发电是将风能转换为机械能并将机械能转换为电能的过程。风力涡轮机及其控制系统将风能转换为机械能发电机及其控制系统，并将机械能转换为电能。作为风力发电系统的重要组成部分，风力涡轮机直接影响整个风力发电系统的性能和效率。风力发电机变桨距功率控制技术和发电机变速恒频发电技术是风力发电的两项先进技术和未来风力发电技术的发展趋势。

关键词：新能源；风力发电；发展思路；探析

1我国风电发展进程及存在的问题

令人欣喜的是，我国风电行业中风电机组的设计和关键部件的生产制造取得了长足的进步。金风科技、东方电气等企业通过自主研发或者引进技术等手段，不断钻研，攻克了兆瓦级机组的设计制造技术，并打断了国外几十年的垄断。在大容量机组的研究方面，我国也取得了长足的进展，部分企业已经完成了5MW、6MW甚至是更高容量机组的试制[7]。叶片、齿轮箱和发电机是风电设备制造中的关键部件，在这一方面我国相关企业也取得了不错的成就。6MW机组的齿轮箱已被大连重工成功攻克，外国同行十分关注这一成就。目前，我国的风电行业自主研发体系越来越完善，金风科技和华锐风电等企业研发技术已经处于世界的前列。

不可否认的是，我国风电行业设计和制造技术与西方发达国家相比，仍然存在着很大的差距，特别是在大型风力发电关键技术方面。近年来，我国新建的大型风电机组几乎都是进口的，怎么能不难过呢。总的来说，国内机组的设备质量在不断提高，但质量问题却频频发生，如齿轮箱故障、轮毂裂纹等。我国目前还没有适合于风力发电机组设计的软件。风电机组设计软件的采购一直是国外的，不仅浪费资金，而且不能真正适应我国的实际情况。在海上风电的应用方面，我国的风资源测量方法落后，定位技术和运行水平无法与欧洲先进国家相比。此外，虽然我国风电产业发展迅速，但相关配套产业发展缓慢。这严重阻碍了新建或在役风电机组的投运或报废。

2新能源风力发电的关键技术

2.1风电机组功率调节技术

对于整个风力发电系统而言，风力发电机的功率大小至关重要，由此使得功率调节成为不可或缺的关键技术之一。风力发电机需要捕捉风能并将其转化为机械能发电。由于机组各部件机械强度和容量的限制，必须减少风能的捕获，使机组功率始终保持在额定值附近，以保证风电机组的运行安全。风力发电机组功率调节时，常用的控制技术有几种。

（1）定桨距失速控制技术。这种控制方式的基本原理是将螺距风机叶片与轮毂进行刚性固定连接，其特点是结构简单、性能稳定，唯一的不足是叶片顶角无法按照风速的变化情况进行实时调整。定桨距失速控制技术是以叶片的空气动力学作为基础，由此可使涡轮机的输出功率随着外界风速的变化而发生改变。实际应用中发现，如果在标称风速下，通过该技术很难实现风能利用效率最大化的目标，若是在低于标称风速的条件下，则风能的利用效率会随之降低。

（2）变桨距控制技术。所谓的变桨距实质就是对桨距角进行调节，通过改变角度的大小，达到调节风电机组输出功率的目的。风电机组在运行的过程中，当输出功率小于额定功率时，在变桨距控制技术下，桨距角会保持在零度位置处不变，此时无须进行调节；如果受到一些外界因素的影响，导致输出功率超过额定功率，调节系统便会按照输出功率的变化情况，对桨距角的大小进行调整，从而使风电机组的输出功率维持在额定功率，此时的控制系统会参与调节，进而形成闭环控制。变桨距控制是一种主动型控制技术，该技术在风电机组中的运用，能够有效克服桨距被动失速调节的缺点。变桨距控制技术还具备如下优点：当风轮开始旋转后，较大的正桨距角能够产生较大的启动力矩，而在停机时，桨距角会维持在90°，由此可使风轮的空转速度达到最小。

2.3风电无功电压自动控制技术

该技术主要是由多个系统共同参与实现自动化控制的一种方法，具体包括风电无功电压自动控制子站及相关的监控系统等。其中子站可作为模块集成到综合监控系统中，也可采用外挂的方法使其独立运行，其负责对风电场内设备的无功电压运行状态进行监视，利用通信线路将调节设备的无功电压控制指令发给相应的监控系统。系统的控制方式有两种，一种是远方控制，另一种就地控制。在远控模式下，子站会自动对无功电压控制目标进行追踪，而在就地控制模式下，子站可按预先给定的并网点电压目标曲线进行控制。子站的运行及控制状态可以通过人工进行设置，同时，风电场内的各类控制设备可通过人工进行闭锁和解锁，设备的投退则可由系统自动控制。在电网稳定运行时，变电站可以充分利用风电机组的无功调节能力，达到调压的目的。当机组无功调节能力不足时，由动态无功补偿装置完成无功调节。此外，变电站还可以协调风电机组的状态和无功补偿，有效避免无功功率的不合理流动。

3新能源风力发电的发展思路

3.1实现风力发电的产业化发展

在越来越多的企业投入风力发电后，风电企业就会慢慢变得和其他发电产业一样形成一个产业集群。这些企业能够在产业集群中相互竞争相互促进，就和达尔文自然选择学说一样，在竞争中优胜劣汰，从而营造一个以发展为目标的产业集群。这样就能使电力企业朝着更好的方向前进，促进经济的发展。

3.2政府完善市场检查管理制度

为了解决风电发展规划与电网规划的不相协调，政府应该采取一系列的措施，并且完善监管制度。首先，要吸引其余公司加入风电产业，这就需要政府对风电产业结构体制进行改革，根据市场经济规律在市场中建立一个公平开放、能够为国内投资者提供投资的平台。其次，为保持投资主体的高积极性，政府应降低政策力度，提供多元化的投资平台。同时，有关部门要保障风电投资项目可能出现的问题，这就要求政府规范市场秩序，创造公平的市场，保证风电产业的快速发展。。

3.3政府提供足够的政策

风力发电是一项十分巨大的工程，没有足够底气的公司是不会冒这个风险的，因此政府如果能够给出一些充满诱惑的“橄榄枝”，那些企业还是会冒一下风险闯一下的。比如，政府通过政策出台多收购、多奖励、少收购、少处罚的政策来刺激企业投资，可以带动风力发电的发展。其次，政府可以为企业提供电厂和电网建设用地，并对这些企业提供一定的补贴，使企业怕风险有保障，使越来越多的企业投资于风力发电，促进风力发电的发展。

结束语

通过上面的分析可以知道，如今风力发电产业十分热门，它具有良好的发展前景。可预计在未来风力发电会成为一个主要发展潮流，因此风电方面会吸引更多的资金链从而带来更好的发展。风力发电的优势很大：它没有污染，是一种非常清洁的能源，它效率更高，可以缓解夏季电力短缺的问题。而且它有很大的增长空间，是一个很好的投资方向，可以为发展带来更多的资金链。二是近年来发展速度很快，每年都会在技术水平上提高一两倍。同时，对于这些风电企业来说，成本也会降低30%左右，这对可持续发展能起到一定的作用.而且随着国家政策的改变，风电产业越来越偏向国有化，这样能够进一步缩小成本。可以预料在不久的将来，风电渐渐能够和煤电水电相持平成为主要发电产业之一。

参考文献：

[1]李林致.刍议风力发电的发展现状及趋势[J].中国新通信，2018，20（19）：208-209.

[2]刘伟.新能源发展的电网规划关键技术研究[J].现代国企研究，2018（18）：102.

[3]李雅倩，茹意，何瑶.风力发电中电力电子技术的应用[J].科技风，2018（17）：202，211.