海上风力发电技术研究

海上风力发电技术研究

陈汉雄

福建中闽海上风电有限公司福建莆田351100

摘要：在能源利用逐年增加的当今世界，风力发电越来越受到世界各国的重视，全世界范围内对风力发电的需求正逐年增加。相应的也需要技术水平的同步发展，为风力发电行业的不断推进及时提供先进的技术支持。尤其是在陆上风力发电可开发资源越来越少的现状下，海上风力发电开发成为世界各国重点关注的新方向。本文对海上风力发电技术进行了研究分析，以供参考。

关键词：能源；海上风力发电；技术

1前言

从1973年开始，世界就爆发了能源危机。这对传统能源提出了挑战，也对现有常规能源的使用与开发提出了更严格的要求，重点解决措施是在合理利用现有常规能源的基础上，大力开发新能源。我国对风力发电这一新能源领域给予了很高的关注，且近几年的大力投入，也使得风力发电技术实现了飞速的发展，尤其是在单机容量的提高、运行可靠性的加强等方面取得了显著的成绩，为今后风力发电的发展奠定了坚实的基础。

2海上风力发电发展面临的问题及解决措施

2.1海上风力发电场选址不尽完善

我国海上风力发电有着较为超前的风电场规划，然而随着社会的发展，过去的规划理念与现今的发展需要有了很大的差异，过去的考虑事项不尽完善，在现有的发展环境下适应性差。因此，我国需要建立高效的与海上风力发电有关的管理协调机制，加强海洋局、环保局、气象局等多个部门之间的沟通联系，就海域面积、环境状况以及使用功能等方面进行及时协调，合理规划海上风力发电场选址，合力推动海上风力发电建设。

2.2海上风力发电装备技术研发相对滞后

由于我国海上风力发电建设及运营经验不足，对海上风力发电装备的设计、制造、运营管理经验不足，加之前期使用的海上风力发电装备多为国外进口设备，因此在海上风力发电装备研发领域仍存在诸多不足，需要借鉴国外的先进技术、经验，不断加大技术研发的投入。尤其应加快海上风力发电装备相关技术及设备的系统研发，将设计、施工、并网技术等都纳入系统研发进程中，进而推动海上风力发电整体产业链的快速发展。同时国家应当加大对海上风力发电发展的重视程度，结合实际，从政策、资金、技术等各方面入手，为海上风力发电的又好又快发展保驾护航。

3海上风力发电技术前景分析

3.1新型海上风力发电机组逐步发展

随着技术的发展，单机容量不断增加，新型大功率风力发电机组正逐步取代小功率风力发电机组。技术的逐步提高将会驱使新型海上风力发电机组研发力度的加强。新型海上风力发电机组将会不断优化发电性能，通过减少桨叶的安装数量来降低安装成本。

海上风力发电机组的辅助设备（例如：防盐雾腐蚀设备）也会得到相应的发展。因为与陆上风力发电机组不同的是，海上风力发电机组需要依靠这些辅助设备来适应海上潮湿、易腐蚀、运行环境恶劣的特殊工况。因此，也将带动整个配套设施领域的发展。

3.2海上风电场由浅海向深海发展

海上风力发电机组的基础安装成本很高，但是可持续能源的开发利用是一个十分有意义的方向，也是一个十分有潜力的市场。2016-2020年，是我国国民经济和社会发展第十三个五年规划的重要时期，十九大确立了清洁能源优先发展战略。习近平总书记指出，发展清洁能源是改善能源结构、保障能源安全、推进生态文明建设的重要任务。因此，未来海上风力发电必将成为我国新型能源结构的重要组成部分。

当前，浅海风力发电场的发展已经无法满足风力发电长期发展的规划要求，社会对能源需求的不断提高促使风力发电技术向深海不断发展，深海风力发电技术将会使全球能源利用率大大提高，以满足日益增长的能源需求。

4风力发电电能质量提高的方法及控制

风能是一种自然资源，风能的随机性、波动性和间歇性决定了风力发电具有不稳定性的特点，这直接影响了风力发电的电能质量，容易造成电网电压波动和电压闪变，且风力发电并网往往会引入一系列谐波。

为了提高风力发电的电能质量，需要采取相应的措施来改善和加大控制，从而降低风力发电不稳定性带来的不良影响。

4.1电压波动和电压闪变抑制

针对电压波动和电压闪变，目前主要采取的措施是使用有源电力滤波器。出现电压闪变时，负荷电流开始剧烈波动，有源电力滤波器发挥响应快速、补偿容量小、安全稳定性高的特点，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，从而快速控制波动的电压，具有显著效果。

除了有源电力滤波器，动态电压恢复器也能实现对电压波动和电压闪变的抑制。与有源电力滤波器相区别的是，在电压出现闪变情况下，动态电压恢复器可同时实现无功功率和有功功率的补偿。动态电压恢复器中的储能单元，能够在极短的时间内传输电压至系统内，从而解决电压波动问题。

4.2谐波抑制

谐波抑制需要用到特殊的设备，无功补偿器是目前运用最广的一种抑制谐波的设备，它由电抗器、谐波过滤设备等组成。之所以选择用无功补偿器来抑制谐波，是因为无功补偿器的特点及功能明显，它能够实现时刻监测无功功率，实时调整改变了的电压，将谐波完全过滤，从而很好地保证和提高风力发电的电能质量。

5结束语

海上风力发电在我国乃至世界范围内有着广阔的发展前景，它对于人类不断改善生产生活方式具有积极作用。目前，我国的海上风力发电产业正在进行大规模的建设开发，一系列的问题（勘测、技术研发、财政、政策等）阻碍着海上风力发电技术的发展。因此，海上风力发电的发展应从我国国情出发，结合海域的特性，从国家层面加大勘测、技术研发、财政、政策等方面的投入、研究，为我国海上风力发电的健康发展提供强有力的保障。

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