基于风力发电技术发展现状以及行业发展分析丁力

基于风力发电技术发展现状以及行业发展分析丁力

丁力侯塔那

内蒙古龙源新能源发展有限公司内蒙古呼和浩特010010

摘要：风能是重要的可再生能源之一，随着各国对可再生能源的重视，风能已经取得了较快的发展，成为了重要的能源补充。当前，风能发电仍然有着很多问题需要解决。本文首先阐述了风能的发电原理和特点，并概述了各种不同的风力发电类型；分析了当前风力发电的现状，以及当前风能发电存在的问题和挑战，并对风能发电未来的发展前景进行预测。

关键词：风力发电技术发展现状发展分析

引言

随着经济的发展和社会进步，人们的生产生活对能源需求量越来越大，开发利用新能源势在必行。作为一种可再生能源，风能在国内有着广泛的分布范围，开发和利用难度不大。除此之外，利用风能进行发电不会对环境造成污染，其成本也比较稳定可控，应用前景十分广阔。目前国内针对风力发电已经进行了一定研究。

1风力发电

1.1风力发电的原理和特点

风力发电就是把自然界的风能转换成电能，对于风能的利用其实很早就开始了，它是一种蕴量巨大、清洁环保的可以再生的能源，这对目前能源紧张、污染严重的的现状而言，是极其难得的，将其利用到发电过程中，不仅实现了资源节约的目的，还达到了环境保护的效果，因此颇受世界各国的重视，在我国也得到了较快的发展。风力发电是一个将风能的机械能转化成电能的过程，这个转化过程由风力发电机和其控制系统实现，当风力进入发电系统后，便成为发电系统的输入信号，系统内的风力控制器输出桨距角信号，对机械的转和输出功率进行调整。机械产生的能量会进入发电机，最后转化成电能进入电网。风能发电的特点在于风能是可再生的，发电厂的建设周期很短，装机规模灵活、具有较高的可靠性，同时运营维护简单，造价低。

1.2风力发电系统的类型

常见的风力发电系统主要有三种，包括恒速感应发电系统，变速恒频双馈式发电系统和变速同步发电系统。恒速感应发电系统在当前使用的最为广泛，这种系统的构造简单，造价很低，发电过程比较容易控制，后期维护投入非常低；但是这类系统存在着不能有效控制无功补偿的问题，使得供电效率很低。变速恒频双馈式发电主要使用在电力生产中，这类系统的优势在于发电具有较高的稳定性，而且容易控制，不需要无功补偿，成本低的同时对风能具有较高的转化效率；但是这类系统比较复杂，使得维护比较困难。变速同步发电系统还处于摸索阶段，而且造价很高，目前并没有太多的使用，但是该系统具备着不需要无功补偿和稳定性高的优势，具有较高的潜力。

2风力发电现状

我国的幅员辽阔，海岸线总长超过了1.8万公里，这使得我国具有了很丰富的风能资源。根据气象部门的资料，仅在陆地上我国的风能资源就高达253GW，而海洋带来的风能资源是陆地的三倍以上。从技术层面上看，国内风力发电企业主要采取“三步走”战略，即引进技术、消化吸收、自主创新。目前我国5WM容量等级的风电设备逐步退出市场，取而代之的是兆瓦级风电机组，这也就意味着我国具备自主研发兆瓦级风机的技术能力。除此之外，风电设备制造业在近年来也有了蓬勃发展，国产机组占据着越来越高的国内市场份额。就风电行业而言，国产风电装备已经可以有效满足我国风电发展要求，例如，风电机组整机、关键性零部件等，但是一部分技术要求高的部件还要进口，如主轴轴承、变流器等。因此，加强风电装备制造技术创新、提高自主研发能力非常必要且重要。作为风力发电技术的重要组成和关键部分，风电控制技术更是成为了当前研究的重难点。

3风力发电电气控制技术的应用

3.1变桨距发电技术

在风力发电的过程中，如果用于风力发电的机组出现输出功率不高的问题，风能的利用率因此也会下降，对发电的效果造成极大的影响，控制风力发电机组的风速功率显得尤为重要，而变桨距发电技术的应用就是专门解决这一问题的，通过桨叶角度的改变，确保风力发电机组在风速过高的时候得到有效的控制，进一步提高风能的利用率。另外，随着科学技术的发展，变桨距的扇叶在制造时所用的材料更加轻便，使得扇叶的重量有所降低，整体重量随之下降，对应的冲击荷载也下降了，这样的做法在运行中降低了事故发生的几率，控制工作变得相对容易了很多，但是也带来另一个问题，那就是变桨距在运转中，稳定性较差成为了新的需要解决的问题，失稳问题的出现，需要投入大量的人力物力，增加了人力和物力资源的消耗，相信随着不断提升的电气控制技术水平，这一问题终有一天会得到缓解，甚至是妥善的解决。

3.2定桨距失速发电技术

这一技术的应用有效结合运用了传统发电技术和新型发电技术，更好的确保了风力发电系统的运行轨迹，有效提高其的稳定性。因为在发电过程中发电机组需要并网进行工作，这对发电机组的稳定运行提出了更高的要求。定桨距失速发电技术借助叶片比较复杂的构造实现对发电机组功率的控制，同时叶片还存在重量大、体积大等情况，这都要使得在发电的过程中，消耗大量的无用功，对发电机组的运行效率极为不利，使运行效率无法得到保证，这一技术的应用受到了很大的限制，只能在风力等级低的小风环境中应用，在风力等级高的大风环境中还没能得到应用，这也成为了以后重要的研究方向，拓宽其应用范围。

3.3主动失速发电技术

这一技术整合了定、变桨失速风力发电技术，因此又称作混合失速发电技术，根据风速的变化、风向的变化对桨距角进行合理的调整，实现对风能捕捉量的控制和风速的控制，能量转化效率极高，风力发电的运行效益得到了很高的保障。但在实际应用中，失速问题频频出现，这就导致功率输出受到不同程度的影响，对电气控制极为不利。加强技术改进势在必行。

3.4变速风力发电技术

变速风力发电技术的主要目的就是针对风力发电机的原有恒速进行影响和控制，根据不同风速控制风力发电机的运行情况，以此保证恒定发电频率。由于风力发电机会受到风速变化的影响，为保证风力发电机的运行效率就要根据实际情况调整相关的风轮转速指标，并注重输出功率的平稳性，从而有效确保风能能量。这种技术代表着风力发电的发展方向，恒速发电技术将成为风力发电的核心技术。

4风力发电的展望

4.1市场的发展趋势

我国对新能源的支持力度一直都很大，对风电产业也进行了一定的补贴，当前我国的风电产业发展依然是十分活跃的。由于我国的幅员辽阔，风能资源很高，因此风能发展仍然有着很大的潜能。随着装机容量的增加、小型风场建设以及低速风源、海上风能发电水平的提升，我国的风能发电仍然会有较快的发展速度。

4.2风能行业和技术的发展趋势

国内的风电设备制造已经具有了较高的规模，行业内的竞争正在变得激烈。不同的企业都采取降低了造价并进行着技术研发，在提高了风力发电水平的同时，也降低了风力发电的造价，缩小了风力发电和火力发电的价格差。我国的风电设备研发主要围绕着大容量、低风速和高效率这几方面进行，尤其在材料和基础元器件上，会在将来有很大突破。

结语

风能是一种十分清洁的可再生能源，具有良好的经济效益和环境效益，较好地满足当前我国用电量增加的问题。我国具有大量的风能资源，使得风能在我国有十分广阔的发展前景，国家要继续推动风能产业的发展，保证市场公平，推动风能汗液的技术研发，推动风能发电的全面发展。

参考文献

[1]王家坤．风力发电控制系统中现代信息化控制技术的应用策略［J］．中国高新技术企业，2017（10）：69-70．

[2]?程启明，程尹曼，王映斐，等.风力发电系统技术的发展综述[J].自动化仪表，2012（1）：1.