摘 要：伴隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，能源與環(huán)境問題也日益嚴(yán)重，社會各界對能源與環(huán)境問題也越發(fā)重視起來。能源的可持續(xù)發(fā)展與社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況有著十分密切的聯(lián)系，但是目前由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及重視程度等多方面的原因，我國的可再生能源發(fā)電技術(shù)與其他的先進(jìn)國家相比仍然有著較大差距。本文將對可再生能源中的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展以及其關(guān)鍵問題展開探究。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)；綠色能源；可再生能源

引言：

影響我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展原因主要在于風(fēng)電質(zhì)量以及機(jī)組控制等技術(shù)問題，而此類技術(shù)問題的解決最終還是需要技術(shù)人員的不斷探索與突破。除此之外，政策扶持以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等手段對于改善風(fēng)電技術(shù)機(jī)組的效率同樣有著十分重要的意義。本文將從風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵問題出發(fā)，并且提出相應(yīng)的建議。

一、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展情況分析

（一）發(fā)展前景

我國風(fēng)能資源十分豐富。據(jù)國家氣象局估算，全國風(fēng)能密度為100W/m2，風(fēng)能資源總儲量約1.6X105MW，特別是東南沿海及附近島嶼、內(nèi)蒙古和甘肅走廊、東北、西北、華北和青藏高原等部分地區(qū)，每年風(fēng)速在3m/s以上的時間近4000h左右，一些地區(qū)年平均風(fēng)速可達(dá)6～7m/s以上，具有很大的開發(fā)利用價值。這種豐富的風(fēng)能資源是我國發(fā)展風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的巨大優(yōu)勢，并且我國對于電力的需求也十分旺盛，因此市場前景也十分廣闊。

（二）風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究

我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)組其技術(shù)特征主要是單機(jī)容量在不斷擴(kuò)大，風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，在電力生產(chǎn)行業(yè)中占據(jù)了一定的供給輸出，并且正不斷地走向更成熟和更專業(yè)的方向。值得注意的是，雖然風(fēng)力發(fā)電的投資成本較大，但是在日常運(yùn)營中卻幾乎是處于一種較低成本的運(yùn)營狀態(tài)[1]。目前我國風(fēng)電機(jī)組最大的容量是6MW，并且正朝著10MW的方向發(fā)展前進(jìn)，這對于我國風(fēng)電場的建設(shè)工作有著極為重要的意義。

風(fēng)力發(fā)電過程中的功率調(diào)節(jié)方式主要包括了槳距失速調(diào)節(jié)、主動失速調(diào)節(jié)、變槳距調(diào)節(jié)等。一般來說其額定風(fēng)速一般是10m/s左右，但是不同的生產(chǎn)商和風(fēng)力發(fā)電的型號的額定功率并不相同，故而其轉(zhuǎn)速的控制方式也不同。

二、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵問題分析

（一）風(fēng)電質(zhì)量分析

自然風(fēng)資源雖然蘊(yùn)含著十分巨大的能量，但是這種能量卻十分不穩(wěn)定，風(fēng)速的大小還有方向都市時常處于變化之中，并且無跡可尋，人類只能通過衛(wèi)星對風(fēng)速風(fēng)力進(jìn)行預(yù)報工作，但是預(yù)報工作也有著一定的不確定性。風(fēng)力風(fēng)速的不穩(wěn)定往往會導(dǎo)致其風(fēng)電機(jī)組的輸出功率產(chǎn)生一定的不穩(wěn)定性[2]。通常人們會通過風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的慣量來判斷風(fēng)電機(jī)組的輸出功率是否穩(wěn)定，但是這種方法可能會導(dǎo)致其輸送到電網(wǎng)的電能功率有所下降。 倘若想要提高機(jī)組向電網(wǎng)輸送的電能質(zhì)量，就需要電力電子裝置的接口滿足以下要求。首先諧波電流需要調(diào)節(jié)到極低狀態(tài)，其次發(fā)電機(jī)的輸出電壓要與電網(wǎng)的電壓變化相互適應(yīng)，隨后則是需要滿足其發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)矩可控要求。我國的風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量大約是1.5MW～6MW左右，雖然目前國內(nèi)的電機(jī)容量有著巨大的進(jìn)步，但是在知識系統(tǒng)等方面尚且存在著一定的缺陷。并且當(dāng)電網(wǎng)中的并入容量達(dá)到額定的容量時，就可能處出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的情況。一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，那么將會因為安全性考慮而出現(xiàn)直接切出電網(wǎng)的措施，以保證其電功率的穩(wěn)定性，以及電力輸送的安全性。

（二）風(fēng)電機(jī)組的無法進(jìn)行整機(jī)設(shè)計

我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)雖然在機(jī)組零件的生產(chǎn)方面以及有著較為成熟的技術(shù)，但是相較于發(fā)達(dá)國家，仍舊有著一定的距離。尤其是在核心部件的生產(chǎn)中，這方面的技術(shù)發(fā)展收效甚微，甚至需要從國外引進(jìn)集電環(huán)等部件。這種技術(shù)制約就導(dǎo)致我國的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無法實現(xiàn)全面的國產(chǎn)化自主生產(chǎn)。并且也是由于技術(shù)受限，我國明沒有真正形成完成的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)現(xiàn)體系也尚不完善，這既是風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展結(jié)果所致，也在一定程度上制約了風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

（三）安全性不高

我國對于風(fēng)能的研究起步較晚，在并網(wǎng)和輸送等方面一直存在著較為嚴(yán)重的問題。目前我國風(fēng)力發(fā)電操作過程中出現(xiàn)的故障多發(fā)生在風(fēng)電機(jī)組的安裝階段。這主要是由于技術(shù)人員的專業(yè)水平有限，并且管理工作松散，進(jìn)而才會出現(xiàn)脫網(wǎng)等情況。

三、針對關(guān)鍵問題提出的建議分析

（一）風(fēng)電質(zhì)量

在應(yīng)對風(fēng)電機(jī)組的電功率不穩(wěn)定情況時，可以選擇超導(dǎo)儲能技術(shù)，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出電壓和頻率能夠處于一種相對較為穩(wěn)定的狀態(tài)。SMES就是超導(dǎo)儲能技術(shù)，這種新技術(shù)不僅僅有著較長的使用壽命，還有著極高的儲能密度，并且是無污染的新型產(chǎn)品[3]。能夠十分有效地解決風(fēng)電的質(zhì)量問題。

（二）控制技術(shù)

對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，我國目前采取的解決方式主要是通過系統(tǒng)模型進(jìn)行控制，這種控制雖然有著一定的局限性，但是卻能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍內(nèi)的控制，并且能夠及時修正功率系數(shù)。值得注意的是，這種方式對于參考模型的要求較高，一旦選擇使用這一方式，就需要花費(fèi)一定的時間，歷經(jīng)相當(dāng)繁瑣的一個過程才能夠最終獲得較為精準(zhǔn)的參考模型，這個過程在操作時需要多加小心。

四、結(jié)束語

綜上所述，我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)雖然起步相對較晚，但是得益于政府對這項技術(shù)的越發(fā)重視，故而當(dāng)前我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)正處在飛速發(fā)展之中。并且由于我國對于電力的極大需求，為風(fēng)力發(fā)電提供了極為遼闊的市場。當(dāng)前我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也在逐漸朝著產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的方向不斷發(fā)展，這種情況在一定程度上來說能夠為我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)提供極好的發(fā)展機(jī)遇，實現(xiàn)風(fēng)電技術(shù)的更好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張志春. 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠性建模及若干相關(guān)問題研究[D].2017.

[2] 趙君. 國外分散式風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究及對我國的啟示[J]. 東北電力技術(shù)， 2017（8）：11-15.

[3] 李垚， 朱才朝， 陶友傳， et al. 風(fēng)電機(jī)組可靠性研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 中國機(jī)械工程， 2017， 28（9）：1125-1133.

[4] 劉兆飛. 對風(fēng)力發(fā)電電氣控制技術(shù)發(fā)展的探討[J]. 中國化工貿(mào)易， 2017， 9（15）.

作者簡介：尹攀（1984—），男，漢，湖南邵東人，中水電新能源株洲風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司，計劃合同部主任。