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

陈春光

中国二十二冶集团有限公司，河北 唐山 064000

摘要：新能源具有可再生的特点，不仅能源密度相对较低，而且开发利用空间很大。特别是风能在新能源中，其储量非常大，约为水能的10倍，且分布广泛，基本不会枯竭。风力发电是风能利用的主要形式。近年来，我国加大了对风电技术的研究，并取得了一定的成果。本文主要研究新能源风力发电技术。

关键词：新能源发电；风力发电；技术；研究

1 新能源风力发电的技术原理分析

风力发电是一种将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能的新型发电技术。风力发电的原理是：利用自然风驱动风力机叶片旋转，利用加速发动机加速叶片的转速，从而产生电能。风力发电机组是实现风力发电的关键设备，主要由风轮装置、发电机和塔架组成。各部分的工作原理如下。

1.1 风轮装置

风轮装置是将风能转化为机械能的装置。风能驱动螺旋桨形状的叶片旋转，从而产生机械能。为了充分利用风能，可以在风轮后面安装一个风向标尾舵来观察风向。根据风向的变化，可以调整风轮的方向，使风轮在风的方向上运行，从而保证风轮的最大功率机械能。

1.2 塔架

塔是支撑风轮、尾舵和发电机的框架。塔的高度需要根据地面障碍物对风速的影响和风轮风机叶片的直径来确定，以保证塔的高度能满足风轮装置的运行要求。

1.3 发电机

发电机是一种将风力发电装置传递的恒定机械能转换为电能的装置。小型发电系统由发电机和变流器组成，具有较高的发电效率。对于风力发电系统来说，它不仅包括发电机头，还包括旋转体、尾翼、叶片等部件。只有各部件协调运行，才能保证风力发电效率。头部将叶片风力产生的机械能转换为电能；尾翼用于调整风向，保证发电机最大风力；旋转体为尾部旋转装置，用于调整尾翼的转向，旋转体中通常使用永磁体或励磁磁体转子；利用定子绕组电阻切断磁力线，将机械能转化为电能。

2风力发电的现状以及技术应用优势

2.1风力发电的现状

进入21世纪，是可再生能源的世纪，风力发电已成为各国重视的一种发电方式。风能资源丰富，价格低廉，可大范围获得，不会对环境造成污染。目前，我国风力发电发展取得了很大进展。我国的风力发电地区主要分布在北方、西北和东北的草原和戈壁滩，缺乏煤炭资源和常规能源。春冬两季风速较大，雨量较少，夏季降水较多，风能和水能成为更重要的季节补偿。我国地理环境复杂，部分地区风能资源丰富，适合发展风力发电。例如，在鄱阳湖地区和湖北铜山地区，可以发展风力发电。近年来，我国加快了风电场的发展，风电等新能源发电产业发展前景广阔，未来很长一段时间将保持高速发展态势。

2.2 风力发电技术应用优势

风力发电技术的应用具有许多优点。风力发电技术的应用越来越广泛。在技术应用上，要注重科学化。通信技术作为一种新的技术手段，被用来促进地方经济的发展。从风电技术的应用优势来看，主要体现在以下几个方面：

2.2.1风电技术应用的经济优势。在风电技术实际应用过程中，风电价格下降较快，有的已接近燃煤发电成本，经济效益逐渐凸显。风电发电量每增加一倍，成本就会下降15%，风电的增长会保持在30%以上，所以成本也在下降。随着风能资源的丰富，未来风力发电技术的应用经济优势将更加显著。

2.2.2风电项目建设周期短，见效快。在风力发电技术的应用和发展中，风电项目的建设相对较快。通过周、月两次计算，该工程可在短时间内完成，解决急需用电的问题。风力发电技术的应用可以对偏远农村地区的独立供电起到积极的作用，节约西部地区分散供电的需求，有助于满足这些地区人民的能源发展需求。

2.2.3风力发电技术应用的综合优势。从风电技术应用的综合优势来看，由于风能是清洁能源，不会对生态环境产生不利影响。风能工程设施建设水平不断提高，生产成本将进一步降低。在一些地区，风力发电的成本低于发电机的成本。二是风能设施不是立体设施，对保护陆地生态可以起到积极作用。大规模利用风能可以减少二氧化碳的排放。这些综合技术应用优势也是提高风电技术应用质量的重要体现。

3分析风力发电的技术和前景

3.1技术

在风力发电的实际过程中，实际内容很多，而整个发电过程更为复杂，具体内容主要体现在以下几个方面。

3.1.1 电子变化器的控制技术

对于风力发电技术来说，更重要的组成部分是电力电子变换器控制器，它在风力发电过程中起着重要的作用。同时，这项技术的特点是应用范围广泛。在一些大型风力发电系统中，这项技术得到了广泛的应用，合理的应用可以有效的提高能量转换的效率，而转换完成后，也可以全面的提高传输效率。合理的应用该技术可以有效的完成无功功率。在该技术的实际应用过程中，也非常安全可靠。另外，合理应用PWM整流器后，系统的最大功率也能得到有效的控制，在选择整流器时，一定程度上按照矢量控制方式，可以有效的解决有功功率和无功功率的障碍，使无功功率的运行能够满足实际要求，同时，对于PWM整流器的应用，对最大限度地发展有功输电起到了积极而重要的作用。通过直流环节的科学设置，对风电系统的无功功率和有功功率进行相应的调整，从而提高系统的整体效率。而风力发电控制技术的应用还可以全面提高发电机和设备的实际工作效率，如合理应用永磁发电机，在保证系统稳定运行的基础上，提高发电效率。

3.1.2 分析风轮的控制技术

在风力发电技术的实际应用中，风力机的控制技术是非常关键的。该技术在实际应用中，可以全面提高发电系统的稳定性，该技术的应用主要是通过功率信号反馈，及时掌握风电机组功率信号，并不断分析功率之间的关系，在此基础上，我们可以画出相关的曲线，所以在实际运行中，我们需要分析系统的最大功率和实际输出功率，从而得到相关的差值。此时，通过调整风电机组的叶片角度，可以保证风电机组的整体运行功率最大化。但整个过程的成本很高，同时，在风机的实际运行中，最大功率曲线的获取过程也有相应的困难，因此这一内容必须引起工作人员的足够重视。

3.1.3 无功补偿以及谐波消除技术

在实际的新能源风力发电中，有效应用无功补偿及谐波消除技术具有积极的作用，也是保证系统稳定运行的关键。该技术在实际应用中，受到相应元件的影响，可以及时发现系统中实际的无功消耗情况，电压也贯穿于整个感应过程。如果高压比较高，感应元件的电流会给其他元件带来一些损坏。因此，合理地采用无功补偿技术可以有效地治理谐波。除谐波治理技术的实际应用外，整个风力发电过程中都会出现谐波问题。如果出现谐波问题，必然导致电能质量差。因此，有必要采用消谐技术，采用功率变换器及相关设备来有效地消除谐波。通过及时调整电容器组，可以有效地提高无功功率，合理地控制谐波的影响，或采用三角形相互连接，从而有效降低谐波输入，保证风力发电的整体技术水平得到全面提高。

3.2 分析风力发电技术的前景

在新能源风力发电过程中，其技术的应用起着重要的作用，因此相关企业应从技术开发的方法上进行综合分析，以企业为主体，按照市场导向进行持续创新。此外，还需要技术创新与引进存在相互联系，确保整体技术竞争力能够得到全面提升，通过不断完善风电创新建设工作，完善技术创新平台，确保风电具有更好的可持续发展前景。

结语

虽然现阶段风能自然资源开发还存在一些缺陷，风力发电技术也存在不足，但我国在提高整体技术水平的同时，在风能资源应用上投入了更多的精力，因此在后续开发过程中，一定能够保证风力发电技术的全面提高。

参考文献

[1] 刘燕.关于新能源风力发电相关技术之研究[J].智能城市,2019,5(8):71-72.

[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.