风力发电及其技术发展探讨

风力发电及其技术发展探讨

黄晶

中国能源建设集团黑龙江省电力设计院有限公司

黑龙江省哈尔滨市150078

摘要：作为可再生能源，开发利用风能是能源领域的重要发展趋势，这一能源能够有效地代替化石能源，因此“如何更好地利用风力进行发电”成为相关领域亟待解决的重要问题之一。在这一背景下，风力发电的相关技术手段得到了广泛关注，并由此实现了优化和革新。在未来，随着风力发电和风力发电技术的不断普及，社会大众对风力发电技术的重视程度会显著提升。本文从了解风力发电以及其技术的发展情况入手，结合风力发电系统类型来探讨相关技术的发展趋势，致力于进一步推动风力发电实现高效发展。

关键词：风力发电；技术；风能；利用

引言：近年来，国内外生态环境问题日益凸显，全球生态环境呈现出恶化趋势，人类对资源的过度开发势必会产生生态环境危机，因此在这样的发展背景下，亟需探究新的能源，开展可再生能源研究工作极为关键。可再生的能源能够有效替代传统的化石能源，所以受到了人们广泛的关注和重视，风力发电技术应运而生，并呈现出飞速发展态势。从这一角度讲，研究并优化风力发电技术具有一定的现实意义和环保意义。

1风力发电的状况

首先需要了解，风力发电对我国发展的重要性。自开展工业革命以来，化石能源一直都是工业发展当中非常关键的因素，为了推动工业建设的发展并取得科学技术的进步，人们需要重点开发化石能源。除此之外，受世界大战影响，各国家对工业资源和化石能源的需求量与日俱增，但是不可否认的是，因为过多使用化石能源，导致地球上的化石能源储量越来越少。为了实现可持续发展，使得人类未来有一定的保障，亟需开发利用新的能源。长期以来，风力能源作为可以使用的清洁型环保能源，不仅在全球范围内有大量的存储量，而且属于可再生能源，能够有效解决当前人类社会发展过程中面临的化石能源紧缺问题。在发展过程中，合理利用风力，并将其转化成为电能，可以充分实现无污染目标。风力发电是一种成本相对较低的发电方式，搭建出完善的生产发电机组体系，即可开展一系列的发电操作，从而获取更多的电量。与此同时，风力发电这种方式所耗费的资金成本是非常低的，其发电过程无需使用燃料，也不会产生任何的辐射。

近年来，随着国内对风力发电技术的有效发展和优化，这一技术的应用优势不仅体现在工业建设方面，而且体现在助力中国生态文明建设方面。从我国风力发电的现实状况来看，相较于西方国家，我国的风力发电起步较晚，在上个世纪70年代才开始呈现出规模发展态势，但是风力发电技术的发展及优化速度较快。再加上我国长期推行“科教兴国”方针政策，所以对于风力能源的开发潜力是巨大的，但是受不同区域的地理环境差异性因素影响，我国的风力能源的分布存在不均匀特征。总体来看，我国东部沿海地区和内蒙古、新疆等地区的风力资源相对丰富，这也使得其发电技术发展相对迅速。当前我国正处于高速发展的一个阶段，工业建设的成果建立在能源大量使用的基础上，这对环境造成了严重的污染和破坏，因此需要对新能源进行开发和利用，并由此研究优化发电技术。

2风力发电系统类型

2.1依据发电运行特征及控制方式进行划分

如果是按照发电机运行的基本特征，或者是按照发电机的控制方式来进行划分，一般情况下可以将风力发电系统分为两种类型。首先要分析的第1种类型是变速恒频风力发电系统，在这种系统下，风力机转速可以进行运行优化和有效调节，这意味着可以通过合理利用风能来提高系统发电率。第2种类型是恒速恒频风力发电系统，这一类型的系统虽然使用起来比较便捷，但是风能的利用率较低，并且发电率也达不到理想的状态，存在一定的缺陷，因此在当前使用较少。

2.2运行方式分类

根据风力发电运行的方式来进行有效分类，能够将风力发电系统划分为两种不同的类型。首先就是并网型的风力发电系统，这种系统和一般情况下所使用到的普通系统模式是一样的，在使用过程中可以有效提高风能的利用率，它所具有的优势就是耗费的资金费用相对来说是比较低的，并且对环境的适应性较强，可以实现普遍应用。另一种类型是离网型风力发电系统，这种发电系统是独立运行的，并不是需要组合运行的。

3风力发电技术的发展趋势

风力发电这项技术的专业综合性较强，和空气动力学、机械学以及材料学等各个专业的学科都有着较为紧密的联系。在近几年的发展过程当中，随着风力发电的不断进步以及各种技术的优化创新，风力发电效率也得到了一定程度的提高，具体表现在以下几个方面。

3.1风力发电控制技术发展的分析

首先要分析的是风轮控制技术，这一技术直接关系到风力发电系统转化率，因此对于提高风力发电水平而言极为关键。在这一技术中主要包含两种类型，第1种就是功率信号反馈的控制，这种控制主要就是对风轮功率来展开工作，在风轮工作的状态当中，功率不断发展变化。相关工作人员需要分析功率数值的变动情况，从而开展后续的具体操作。在开展具体工作过程中，技术人员可以将最大的功率和实际的功率进行对比和优化，由此来得到最终的差值，按照这一差值调整风轮，确保风轮达到最大功率，这种方法的使用可以有效减少耗费的资金成本，同时可以显著提高风力发电效率和水平。

其次要分析的是叶尖速比的控制，所谓的叶尖速就是指风叶尖端转动的基本速度，这种控制的方法是利用叶尖速的数值来确定最佳叶尖速比，在具体工作过程中，技术人员需要适当调整叶尖速，优化其中的叶尖速比。

最后需要分析发电机，还有电力电子变换器控制的技术。在对风力发电进行分析的过程当中，需要明确风力是其中最为重要的能量来源。一般情况下设备所处的位置距地面较远，所以在进行能量转化的时候，需要进行高空作业，对此相应的风力发电机还要提高自身的工作效率水平，这样才能使得自身的重量不断下降。永磁发电机是常见的风力发电机，这一设备能耗相对较低，其具有操作便捷和效率较高等优势。在风力发电系统运行过程中，电力电子的变换器需要满足一定的条件，才能够高效的开展工作，比如说使用范围非常的广泛，接下来就是在进行风能转换工作时转换率和传输率不断的提高，并且还需要改善功率因素。

3.2降低成本，提高储能技术

从风力发电技术的发展角度来看，提高技术应用效果的主要目的在于实现资源的可持续发展和进步，同时发挥技术作用来实现对环境污染问题的改善和优化，从另一方面来看，研发优化这一技术还可以提高其经济性。由于当前我国的风力发电技术并不完善，存在一定的漏洞，并且相关设备在运行过程中存在一定的缺陷，因此对国外设备及技术的依赖性较强，这导致风力发电的资金成本较高，使得风力发电技术发展受到严重的制约。在这一发展环境下，亟需采取科学的对策来降低风力发电的成本，因此需要进一步加强风力发电技术的有效研发，使得设备的生产成本得到严格有效的控制和管理。除此以外，通过分析发电技术的实际发展情况，了解到提高储能技术也极其关键。一般情况下，生产生活多集中在白天，因此白天用电量相对较大，而相关发电设备不仅仅需要转换能量，还需要进行电力的输送等工作，这些情况容易导致设备超负荷运转，而通过利用相关储能技术就可以使得设备在使用的时候同时存储，这样就可以有效减少出现能源浪费的情况，缓解能源超负荷运转的压力。

结束语

优化风力发电技术可以有效改善电能的使用状况，虽然当前我国风力发电技术仍处于发展探索阶段，相关设备系统还有待完善，但是相信随着技术的发展，设备系统性能会得到显著提升，风力发电技术也会得到优化。

参考文献：

[1]许磊.风力发电及其技术发展综述[J].建筑工程技术与设计,2017(17):2397-2397,2805.

[2]冀飞莺,郭政建.风力发电及其技术发展研究[J].企业技术开 发,2016:21+23.