新能源风力发电技术分析

新能源风力发电技术分析

李济安

中国大唐集团辽宁分公司新能源事业部 辽宁 沈阳 110000

摘要：风能发电是一种可再生、环保的新型清洁能源，具有资源丰富、成本逐步降低、广泛应用、强度可调节、不需要燃料等优势。然而，风能发电也存在一些不足和挑战，如受天气影响、对生态环境的影响、投资成本较高、稳定性有待提高、储存技术尚未成熟等。为了解决这些问题，需要持续加强技术创新和政策支持，同时在规划、建设和管理过程中仔细权衡生态保护和经济利益之间的关系，以确保风能发电的可持续发展。

关键词：新能源；电力能源；风力发电技术

中图分类号：TM614

文献标识码：A

引言

近些年来，随着经济社会的迅速发展，人类对于能源的需求在不断地增长，对于能源的依赖性也越来越强，能源紧缺形势的加剧影响了人类社会的持续发展。为此，当前唯有通过新能源开发，才能够实现对能源短缺局势的缓解。其中，风力发电得到了很多国家的重视。风力发电是利用风能来进行发电的一种方式，其有着诸多的优势，如节能、可再生、环保等，成为现阶段新能源发电研究的重点课题。所以，现阶段研究风力发电技术，发展风力发电事业，成为现阶段社会经济持续发展的必然选择，需要得到高度重视。

1风能发电的优势

风能发电是一种利用风力转换成电力的可再生能源技术，与传统能源相比具有以下几个优势：

（1）清洁环保。相比化石能源和核能，风能发电不产生二氧化碳、硫化物、氮氧化物等污染物，对环境无害，不会导致全球变暖和气候变化。

（2）资源充足。风能是一种无限可再生的能源，因为地球表面始终存在风。与不可再生的化石能源相比，风能不会因为资源枯竭而被耗尽。

（3）可在广泛地区使用。风能可以在陆地和海上应用，在世界各地都可以获得。这是与太阳能、水能等其他可再生能源相比的一大优势。

（4）随着技术进步成本降低。随着技术的不断革新和推广，风能发电设备的成本正在逐渐降低，同时效率也在不断提高，使风能发电成为一个越来越便宜和可行的清洁能源选择。

（5）强度可调节。风能近年来经过技术的改进，现在已经可以实现风速变化时转子叶片的自动调节。这使得风能发电可以根据需求灵活地调整能量输出，而不会浪费能源。

（6）不需要燃料。与化石能源相比，风能发电不需要燃料，因此不存在燃料成本和供应问题。这意味着风能发电具有更高的稳定性和可靠性，同时也降低了能源供应的依赖性。

由此可知，风能发电作为一种清洁、可再生的能源，具有资源充足、环保、广泛应用、成本逐步下降、强度可调节、不需要燃料等优势，是未来可持续发展的重要能源之一。

2新能源风力发电技术应用要点

2.1电子变化器控制技术

从风力发电技术的研究来看，该种技术的应用，最为重要的一个构成部分就是电力电子变换器的控制器。因为在风力发电技术应用的时候，控制器对于技术的应用效果有着重要的影响，且风力发电技术有着应用范围广的优势，需要合理的运用电子变换器控制技术，才能够实现对风能的高效转化，在风能转化成电能之后，也能够以高效传输的方式实现对电能的传输。在实际运用的过程中，通过合理的运用电子变化器控制技术，则可以实现无功功率运行，可以说此种技术的应用使得风力发电更具备可靠性。另外，科学合理的运用PWM（脉冲宽度调制，一种模拟控制方式）整流器，可以实现对电力系统的最大功率进行科学且有效的控制。所以，对于整流器选择的时候，必须严格按照矢量控制的方式来进行，这样既可以使得整流器具备解决有功功率和无功功率存在的障碍，还能够使得无功功率的运行符合实际运行的需求。同时，对于PWM整流器的应用上，可以实现有功功率传输量的最大化处理，特别是对直流环节的优化设置，则可以实现对风电系统的无功功率与有功功率的有效调整，在此基础上，可以达到提升风电系统运行整体效率的水平。

2.2无功补偿及谐波消除技术

在新能源发电研究方面，对于风力发电的应用实践中，相关工作人员灵活地运用无功补偿技术与谐波消除技术，可以维持风力发电系统的稳定运行。对于无功补偿及谐波消除技术的应用上，可以在感应元件的相互作用和影响之下，将风力发电系统之中的无功功率的实际消耗情况真实地反映出来。且电压在通过感应元件的整个过程中，若是在高压相对较高的情况下，感应元件的电流会对其他元件产生一定的破坏影响。所以，当前需要采用合理的无功补偿技术，对谐波进行有效的处理，从而风力发电系统的稳定运行提供保障。

2.3风轮控制技术

从新能源发电研究的角度来看，对于风力发电技术的具体运用过程中，风轮控制技术在其中发挥的作用非常大。合理的运用这一技术，可以维持风力发电系统处于稳定运行的状态。在具体运用此项技术的时候，其是以功率信号反馈来对风轮功率信号进行管控，在风轮实际运用的过程中，功率与具体条件的变化需要保持一致性，经过对功率关系的分析，然后绘制最大功率曲线图，在操作的时候，需要将最大功率与风力发电系统实际输出功率进行对比，获取差值。然后对风轮桨的距离进行调整，这样就可以在整体上提升风轮运行功率的水平。但是，此种改造方式需要耗费的成本比较多，特别是风机在正常使用的时候，对于最大功率曲线的获取存在着一定的难度，需要对这一点给予高度的重视。在对风轮控制技术应用的时候，因为管控叶尖速比是比较重要的，这主要因为在风力因素的作用下，风轮之中的叶尖端转动有限速度，也就是叶尖速，叶尖速比就是叶尖速与时间内风速的比值。而对于这一比值的控制上，则需要重视对风机运行系统的改善，才能够获取良好的控制效果。

2.4现代控制技术

目前，从风力发电技术的实际应用情况来看，对于现代控制技术的应用十分的重要，同时也是为风力发电技术质量提供保障的技术性内容。通常情况，现代控制技术分为好几种类型，如变结构控制技术，鲁棒控制技术等，而在风力发电系统运行的过程中，对于变结构控制技术的应用比较多。其中，鲁棒控制技术的应用比较常见，对于此项技术的应用上，需要运用机理分析法和坐标变换法来建立起三相并网逆变器的dq坐标系（异步电机在两相同步旋转坐标系）下的数学模型以及功率外环、电流内环的双闭环控制模型，然后设置自动适应和约束优化求解器的参数值。在风力发电系统研究和应用的过程中，通过应用现代控制技术，可以有效的提升风力发电技术的实际应用水平，维持风力发电系统的稳定运行。

2.5混合储能技术

目前国内风力发电系统大多采用蓄电池作为能量存储设备，但其能量密度较小、寿命较短、维修工作量大且环境污染严重，需加大回收力度。超级电容储能装置具有免维护、耐用、能量密度高且效率高的特点，分为主动和被动两种。混合储能装置是通过平行连接一个电池储能装置和一个超级电容器储能装置组合使用而产生的，使用这两种并联方式优化电池的充电和放电过程，延长电池的使用寿命，提高其技术和经济性能，提高电池的转换效率。

结束语

总而言之，随着人们对新能源发电研究的加深，对于风力发电技术的研究有了进一步的发展。因此，现阶段应该重视对风力发电方面的技术投入、资金投入以及政策支持，推动风力发电技术的创新和应用，在整体上提升风力发电技术水平，提升风力发电的整体效益，推进我国电力事业的持续性发展。

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