殷曉妮

寧夏回族自治區(qū)電力設計院

風力發(fā)電技術及其發(fā)展趨勢

殷曉妮

寧夏回族自治區(qū)電力設計院

我國目前的經濟發(fā)展速度飛快，同時也增加了對能源的需求量。由于風能是可再生的清潔能源中最重要的組成部分，因此對它的開發(fā)力度將日益加大。在此過程當中，風電技術的研發(fā)與進步顯得尤為重要。在未來的發(fā)展中還需要采取合理措施進一步提升技術人員專業(yè)技能、積極引進西方發(fā)達國家先進理念和技術，加大自主創(chuàng)新力度，為此為我國風力發(fā)電的健康、可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎?；诖吮疚姆治隽孙L力發(fā)電技術及其發(fā)展趨勢。

風力發(fā)電技術；發(fā)展趨勢；途徑

1 風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀

風力發(fā)電是一種利用風動能轉換為機械動能，再向電能轉換的過程，其工作原理是借助風的動力來推動風車葉片旋轉，再通過增速機加快風車葉片旋轉的速度，帶動發(fā)電機發(fā)電。

風力發(fā)電具有環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點，自從我國2005年《可再生能源法》立法之后，風能、太陽能、生物質能、水能以及海洋能等可再生能源的得到充分重視，在能源發(fā)展中占據著重要地位。

在世界環(huán)境問題日益嚴峻的背景下，減輕二氧化碳排放量是世界各國發(fā)展的必然要求，為順應這種發(fā)展趨勢，降低化石能源的利用率，大力發(fā)展發(fā)電在內的可再生能源、核能等，是世界能源發(fā)展的基本內容，也是我國戰(zhàn)略新興產業(yè)規(guī)劃的重要組成部分，對我國國民經濟增長起著重要作用。

我國風能資源十分豐富，可開發(fā)利用的風能儲量大約為10億kW，其中，陸地風能儲量與海上可開發(fā)利用風能儲量分別占2.5億kW和7.5億kW作用，因此，除了陸上風力發(fā)電之外，做好海上風力發(fā)電也十分重要。我國海上風力發(fā)電水平遠遠低于陸地風力發(fā)電，加強在海上風力發(fā)電方面的開發(fā)與利用，是我國未來風力發(fā)電的重要趨勢之一。

風力發(fā)電除了具有環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)點之外，由于風力是一種可再生能源，可以實現(xiàn)重復利用，具有永不枯竭的優(yōu)點，相較于火力或水力發(fā)電方式，風電的基建周期更短，裝機規(guī)模也較為靈活。但是，風力發(fā)電也存在一些不足之處，比如容易產生噪音或者視覺污染，需要占據大量的土地，風力發(fā)電的穩(wěn)定性、可控性較差，發(fā)電成本較高，還會對鳥類生存環(huán)境產生一定破壞。

2 優(yōu)化途徑

2.1 加大對風電技術的研究力度

具體來說，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：①對于那些風能密度較大的區(qū)域，可以使用調節(jié)功率的方式，有效提升發(fā)電功率，保護發(fā)電機組免受損害；②在具體調節(jié)過程中，可以通過定槳距失速型風機實現(xiàn)對風電功率的合理控制；③對于風資源分布不理想的區(qū)域，可借鑒光伏的儲能技術，其不僅能夠實現(xiàn)不同環(huán)境下對電能的合理利用，還能增加一定的機組容量。因此，加強風電技術的研究對于提升風力發(fā)電技術水平具有重要的意義。

2.2 構建分布有致、可持續(xù)發(fā)展的風力發(fā)電系統(tǒng)

由于風力資源分布不均的原因，我國目前的風力發(fā)電系統(tǒng)存在著不均衡的狀況。我國目前的風力資源分布呈現(xiàn)東南沿海與西北區(qū)域較為豐富，其他地區(qū)較為貧乏的狀況，因而風力發(fā)電企業(yè)在東南與西北區(qū)域發(fā)展較為成熟，產業(yè)分布密集，產能穩(wěn)定，其他地區(qū)則較為疏弱，這就導致在能源豐富地區(qū)可能產能大量過剩，而匱乏地區(qū)卻出現(xiàn)電力供應緊張的狀況。要依靠風力技術發(fā)電，必須對這個問題予以重視，統(tǒng)籌部署，優(yōu)化系統(tǒng)內部結構，大力發(fā)展電力遠距離傳輸等問題，著力形成分布有致、能夠保障供給的電網，從而優(yōu)化整個風力發(fā)電系統(tǒng)。

2.3 建立健全可再生能源發(fā)展政策

對于全國乃至全世界而言，無論是可再生資源還是不可再生資源，都是非常寶貴的，是一個國家經濟社會發(fā)展重要的發(fā)動機和支撐，并為確保國家的可持續(xù)發(fā)展打下堅實基礎。所以，建立健全可再生能源的發(fā)展政策，具備相當的現(xiàn)實可操作性，并在實際操作過程中予以嚴格落實，對于一個國家能源合理開發(fā)與利用發(fā)揮著重要意義。

2.4 進一步提高保障風力發(fā)電機組的安全性能

由于風力發(fā)電技術的急速發(fā)展，研究試驗周期不足，在安全保障等方面難免還存在缺陷，風力發(fā)電機組發(fā)生事故沒有足夠的經驗預期與保障。目前問題主要發(fā)生于對技術具有要求的裝機階段各個技術環(huán)節(jié)與風力發(fā)電系統(tǒng)管理上，尤其是并網與輸送。安全性能不高使其可靠性收到相當的影響，容易給社會帶來人員安全、財產等損失。在此應該由相關技術人員針對風力發(fā)電機組脫網等問題完善成熟的相關注意事項與相關事故發(fā)生應急機制，并對一線操作人員進行專業(yè)性培訓與定期考核，進一步提高風力發(fā)電技術的穩(wěn)定性、安全性與可發(fā)展性。

3 風力發(fā)電技術的發(fā)展趨勢

我國風電行業(yè)已經步入了快速發(fā)展的時期，風力發(fā)電技術逐漸更具規(guī)?；陀行Щ?，現(xiàn)已采用新的葉片技術、新型發(fā)力風電機、新型電力電子技術等智能優(yōu)化風力發(fā)電系統(tǒng)，提高了可靠性和惡劣環(huán)境下的安全性。

(1)對于巨型機而言，采用延長葉片會使運輸和安裝成本增加，因此分段式葉片技術應運而生，很好的解決了運輸和安裝問題，同時采用強化碳纖維增強葉片剛度，玻璃鋼和熱塑等混合紗絲制造葉片，縮短了葉片的生產時間。(2)采用無刷交流雙饋異步電機、開關磁阻發(fā)電機和高壓發(fā)電機也降低了成本，提高了可靠性，便于設備維修及養(yǎng)護，新型風力發(fā)電機的研制仍然是當前的重要任務。(3)新型大功率變化器的研究和應用勢在必行，多電平變化器相對兩電平變換器顯著的降低了功率器件的開關損耗，大幅度的提高了轉換效率，同時，新型儲能技術也日益受到了人們的關注，起到了維持電網頻率穩(wěn)定的作用。國外對風電機組和風電場的短期及長期發(fā)電預測做了很多研究，取得了重大進步，我國應借鑒歐洲國家風能功率預測在推動風電大規(guī)模利用方面的成功經驗，大力開展有關研究，提高預測技術水平。

總之，風能作為一種具備相當優(yōu)勢、技術成熟、成本可觀的清潔型能源，已經受到了廣泛重視并成為具有廣闊應用前景的能源之一，進一步加強對其的研究非常有必要。

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