新能源风力发电技术研究

新能源风力发电技术研究

姚向兵

甘肃中电投新能源发电有限责任公司 甘肃兰州 730000

摘要：随着经济的快速发展，对于能源需求不断提升，传统以火力发电方式对环境产生严重污染，虽然能够在短时间内看到经济效益，但是不利于社会实现健康、长久的发展。所以处理好经济发展与能源保护、环境保护之间关系，是当今世界发展中面临的重要难题，利用风能发电新型模式能够协调环境保护与经济发展关系，减轻二者矛盾，能够实现能源的良好可循环利用，确保经济实现稳健发展。

关键词：新能源；风力发电；技术

引言

随着经济发展、社会进步，人们对于电能的需求量越来越大，随着当前对于新能源发电的越来越重视，水力发电与风力发电逐渐成为重要的发电系统将会在发电行业做出贡献。风能在全国范围内都有广泛的分布，由于其开发利用难度相对较小，同时，作为新能源，没有二次污染，其成本也是稳定可控的，所以风力发电逐渐成为当前发电的重点建设项目。随着国内对于风力发电的研究与应用的逐步开展，类似于风力发电机，控制风电系统，都得到了一定的进步与突破。

1我国新能源风力发电的现状

在当前阶段，风能等一系列新型能源的开发，不仅满足了市场的需求，同时也符合国家的相关政策，并且也与我国的可持续发展战略相吻合。在进行相关技术的应用时，必须保证其生产的技术水平能够切实提高，这样才能够促进风能等新型能源在应用的过程中，可以更快、更好地满足国家的全面发展需要。我国政府对于风能的开发十分重视，也在进行规划的过程中，不断加大了对风能开发的资金投入力度，也在政策上作了相应的调整，在政府的帮扶下，我国的风能发电技术的发展十分迅速，从而保证了我国的电能生产水平也在不断的提高。随着我国科研力量的不断提升，在攻克风能发电当中的一些问题上也取得了十分优异的成绩，值得欣喜的是，中国自主研发的风力发电设备已经有了广阔的国际市场，且随着国内生产总值的提升，也带动了我国风力发电技术的高速发展，进而保证了我国风力发电技术的生产规模和运营效果都能够得以提升。

2新能源风力发电技术

2.1风力发电并网技术

2.1.1同步风电机组并网技术

同步风电机组，即是同步电机与风电机组结合产生的，在机组运行时既可保证有功功率输出还能提供无功功率，并且还能有效地确保电能质量，因此在我国风电系统中应用越来越广泛。目前，我国很多专家正在深入研究同步发电机与风力发电机的有机融合方法。一般来说，风速波动较大会导致转子转矩发生波动，无法满足机组并网调速精度。在融合同步发电机、风力发电机以后，如果未对以上问题进行充分考虑，尤其是在较大荷载条件下，电力系统极易发生无功振荡现象或者失步现象。以上问题导致同步风电机组广泛运用受到影响，随着变频器装置广泛的运用，该问题得到了有效解决。

2.1.2异步风电机组并网技术

异步风电机组，即是异步发电机与风电机组结合产生的。异步风电机组的转速只要与同步发电机组的转速差不多即可，它对精度的要求并不高。另外，异步风力发电机的控制装置并不复杂，且能可靠、安全地运行。不过，异步风电机组并网技术同样也会产生许多问题，如在并网之后极易出现比较大的冲击电流，造成风电机组电气安全隐患。还有磁路饱和现象，会导致励磁电流增加使系统功率降低。故应对异步风电机组加强运行监督，做好有效预防才能更好地保证异步风电机组并网运行的安全性。针对调速精度，异步风电机组对其并未提出较高的要求，只要风力发电机组转速与同步风电机组转速差不多即可，不需要进行整步操作与同步设备。但异步风电机组并网较为复杂，需要解决较多问题。如果异步风电机组直接进行并网，则极易产生极大的冲击电流，降低电压，严重影响电力系统的正常运行。故电场运行部门要做好监督工作，制定有效预防措施，以确保风电机组并网运行的可靠性与安全性。

2.2人工智能技术

2.2.1无人机技术

无人机技术具有续航时间长、抗风能力强的特点，应用在风力发电机组智能巡检之中，无人机操作人员能够对其进行适当控制，对指定位置进行拍摄，对风力发电机组实现实时监测，始终确保风力发电机组有序、高效运行状态。无人机拍摄完成之后，能够利用传输系统将拍摄到的图片、视频传输到地面接收系统，技术人员通过对资料的比对，能够分析出风力发电机组是否处于正常运行状态，与传统的人工巡检相比，使用无人机进行智能巡检，能够提升巡检效率与质量，降低巡检成本，提升企业经济效益。

2.2.2智能感应技术

风力发电场之中要想高效运用智能化电子设备，需要对智能电网进行建模，为了对智能电网实现实时、集中高效管控，最为关键的就是对风电场设备实现高效控制，对获取的风电场设备相关数据信息进行整合、分析。智能感应器、无线感应器等感应器的应用，能够为智能风电场的有序运行提供支持。

2.2.3大数据分析技术

智能感知技术虽然很好，但由于需要额外增加传感器，成本偏高且扩展性不足。风力发电机的数据量是相当可观，一个大型风力发电公司管理的风机高达上千台甚至近万台，年产生的数据量都在TB级别以上。因此如果不增加额外的传感设备，可利用新的大数据技术，采集和存储机组数据，通过机器学习、深度学习和自然语言处理等人工智能分析方法，对风机生产运行数据进行挖掘分析，实现设备运行低效分析、亚健康问题预警分析，预防风电机组的关键部件问题，减少电量损失，必将成为了新的热门应用方向。

3我国风力发电发展趋势

3.1继续研发大容量机组，提升机组单机容量

风电机组的单机容量升高可降低机组运行中的成本，提升机组运行的规模效应。为了适应大容量的风电机组，需要实现机组结构设计的轻盈化、柔性和紧凑性，如设计直驱动系统，采用高新复合材料加长风机叶片等。2020年7月12日，国内首台10兆瓦海上风电机组在三峡集团福建福清兴化湾二期海上风电场成功并网发电。这是目前我国自主研发的单机容量亚太地区最大、全球第二大的海上风电机组，刷新了我国海上风电单机容量历史纪录。

3.2加快海上风电发展速度

海上风速大且稳定，海上风电场年平均利用小时可达3000h以上，年发电量可比陆上高出50%，但是我国海上风电的发展相对落后，主要原因有以下四个方面：一是我国企业不具备发展海上风电的核心技术；二是我国的海上风电的运维成本比较高，需要投入大量的资金建设海上风电项目；三是海上风电的并网送出机制并不完善；四是海上风电在运行管理中需要涉及海洋管理部门、渔业部门等多个领域，协调管理机制不完善。但是由于海上风电具有风能资源丰富、利用小时数高，不占用土地、消纳方便等优点，还需要发展海上风电技术。

结语

总而言之，随着社会经济的发展，风力发电形成了我国当前发电系统的重要内容，电力行业与人们的生活具有密切相关的联系，为了有效地推动生产生活发展，需要增强对于风力电力行业的支持与投入，推动风力电力行业的发展。这些年来，随着我国对于风力发电技术的投入，风力发电技术也取得了诸多进步，由于清洁能源易获取、成本低等特点，风力发电也逐渐受到了社会各界的支持与拥护，其发展也逐渐向着智能化、自动化的方向发展，随着相关技术的开发应用，风力发电也必将推动社会发展。

参考文献

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[2]赵泓明．针对新时期新能源风力发电相关技术讨论分析[J]．科技创新导报，2018，15(1):67+75．

[3]赵若焱.风力发电及其控制技术新进展探究[J].内燃机与件,2018(13):236-237.