劉佳明

摘要：自改革開放以來，我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來越快，風(fēng)電行業(yè)相較之前也有了巨大的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電成為了一種新的發(fā)電方式。因?yàn)樗强裳h(huán)的，無污染的。因此，它在許多發(fā)電行業(yè)中具有最明顯的優(yōu)勢(shì)。為此，我們從新能源風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)原理出發(fā)，對(duì)新能源風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析和探討，為我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：新能源;風(fēng)力發(fā)電;關(guān)鍵技術(shù)

一、新能源風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)原理分析

風(fēng)力發(fā)電，就是把風(fēng)產(chǎn)生出來的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后再?gòu)臋C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。它的原理就是利用自然風(fēng)帶動(dòng)風(fēng)車旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電能，通常是利用風(fēng)力發(fā)電。下面是對(duì)多部分工作原理的簡(jiǎn)要介紹。

1、風(fēng)輪裝置

將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置是一種風(fēng)輪裝置，風(fēng)能驅(qū)動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，接著就產(chǎn)生了機(jī)械能。為了更加充分利用風(fēng)能，葉片尾舵可以安裝在風(fēng)的后側(cè)車輪更好地觀察風(fēng)向和調(diào)整方向根據(jù)風(fēng)向的變化，使風(fēng)輪可以運(yùn)行逆風(fēng)方向和更多的機(jī)械能可以來自風(fēng)能。

2、塔架

該塔是框架，用來支持風(fēng)尾舵和發(fā)電機(jī)。影響塔架的高度的因素有很多，首先是要根據(jù)地面障礙物對(duì)風(fēng)速的影響和風(fēng)機(jī)葉片直徑的影響，來確定塔的高度。這樣才能保證塔的高度位置，才能進(jìn)一步滿足風(fēng)輪裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

3、發(fā)電機(jī)

所謂的發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)輪裝置傳輸?shù)挠篮愕臋C(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。一個(gè)小型發(fā)電系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)和轉(zhuǎn)換器組成。具有較高的發(fā)電效率。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)來說，它包含很多部件，包括發(fā)電機(jī)頭、旋轉(zhuǎn)頭、尾翼、葉片等部件。只有各部分統(tǒng)一協(xié)調(diào)的運(yùn)行，才能真正的保證風(fēng)力發(fā)電的效率的提高。在這之中，通過機(jī)頭把葉片在風(fēng)力作用下產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，利用尾翼調(diào)整方向，保證發(fā)電機(jī)獲得最大的風(fēng)力。轉(zhuǎn)環(huán)是尾翼的旋轉(zhuǎn)裝置，用來調(diào)節(jié)尾翼的轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)體通常采用永磁體，采用不同的方式，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

二、新能源風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)

1、風(fēng)功率預(yù)測(cè)技術(shù)

風(fēng)電功率預(yù)測(cè)是風(fēng)力發(fā)電中最重要的技術(shù)之一。由于預(yù)測(cè)周期不同于預(yù)測(cè)模型，所以預(yù)測(cè)方法也不同。根據(jù)預(yù)測(cè)期的分類和其長(zhǎng)短的不同，可以分為三種方法，分別為超短期法、短期法和中期法，其中超短期法用于風(fēng)電實(shí)時(shí)的調(diào)度，短期預(yù)測(cè)法用于機(jī)組組合和備用安排，中期預(yù)測(cè)法用于維護(hù)和風(fēng)電資源評(píng)價(jià)。

根據(jù)預(yù)測(cè)模型的分類，根據(jù)不同的預(yù)測(cè)模型，可以將電源功率預(yù)測(cè)技術(shù)分為物理方法和統(tǒng)計(jì)方法組合模型。一種是物理方法，主要是根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)周圍的天氣情況來模擬風(fēng)電場(chǎng)周圍的天氣。根據(jù)預(yù)測(cè)資料，有風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、空氣密度等。然后建立一個(gè)預(yù)測(cè)模型。結(jié)合相關(guān)功率曲線，對(duì)風(fēng)電功率進(jìn)行了預(yù)測(cè)。然而，在不同的情況下可能會(huì)有某些錯(cuò)誤。統(tǒng)計(jì)是基于一些數(shù)學(xué)工具來找出當(dāng)前和未來數(shù)據(jù)之間的函數(shù)關(guān)系。它可以看作是一個(gè)數(shù)據(jù)挖掘項(xiàng)目，從中可以發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得到預(yù)測(cè)結(jié)果。統(tǒng)計(jì)方法需要一定的算法來支持風(fēng)電功率的預(yù)測(cè)。一般有時(shí)間序列算法和機(jī)械學(xué)習(xí)算法。組合模型，因?yàn)楦鞣N預(yù)測(cè)方法都有一定的優(yōu)缺點(diǎn)，以獲得更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果，不同的方法可以結(jié)合使用。在此基礎(chǔ)上，建立組合模型，通過相互學(xué)習(xí)，來提高預(yù)測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。

2、風(fēng)電無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)

該技術(shù)主要是多系統(tǒng)參與實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種方法。具體包括風(fēng)電無功電壓自動(dòng)控制下的網(wǎng)站和監(jiān)控系統(tǒng)。其中一些網(wǎng)站可以作為模塊集成到一個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)中。也可外接插件操作。它負(fù)責(zé)將無功電壓控制指令發(fā)送到風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)。一種是遠(yuǎn)程控制，另一種是局部控制。在遠(yuǎn)程控制模式下，變電站將對(duì)無功電壓控制目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。在第二種控制模式下。知道根據(jù)預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。然后可以手動(dòng)設(shè)置運(yùn)行控制狀態(tài)。同時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的各種控制設(shè)備可以手動(dòng)上鎖開鎖，系統(tǒng)可以自動(dòng)控制設(shè)備的切換。當(dāng)電網(wǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，變電站可以充分利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功能。達(dá)到了調(diào)節(jié)電壓的目的。若機(jī)組無功調(diào)節(jié)能力不足，則機(jī)組無功調(diào)節(jié)能力不足。無功調(diào)節(jié)由動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置完成，該裝置能協(xié)調(diào)風(fēng)力機(jī)和補(bǔ)償狀態(tài)，避免無功功率不合理的流動(dòng)行為。

3、風(fēng)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)技術(shù)

對(duì)于整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)來說的話，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率是極其重要的。因此，功率調(diào)節(jié)已成為不可缺少的技術(shù)之一，風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要收集風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來發(fā)電。但是由于這臺(tái)機(jī)器上的各種零件的機(jī)械強(qiáng)度的差異和限制。它是通過減少風(fēng)能的捕獲，使機(jī)組功率保持在一個(gè)固定的值附近，來保證發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。下面介紹一下風(fēng)力機(jī)在調(diào)節(jié)攻速時(shí)常用的控制技術(shù)。一是定距失速控制技術(shù)，其基本原理是將模具風(fēng)扇葉片與車輪剛性固定連接。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。但仍存在葉片頂角不能根據(jù)風(fēng)速變化進(jìn)行調(diào)整的問題。這項(xiàng)技術(shù)是基于葉片的空氣動(dòng)力學(xué)。這樣，渦輪的輸出功率就可以隨著外界風(fēng)速的變化而相應(yīng)的改變。在實(shí)際運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，不同的風(fēng)速具有不同的利用效率。二是變螺距控制技術(shù)。變螺距的實(shí)質(zhì)是調(diào)整螺距的角度。風(fēng)力機(jī)的輸出功率可以通過改變角度來調(diào)節(jié)。在變槳距控制技術(shù)下，當(dāng)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行時(shí)初輸出功率小于額定功率時(shí)，槳距角保持在一定的度數(shù)。此時(shí)不需要調(diào)整。然而，如果我們討論其他一些因素的影響，輸出功率將超過額定功率。采用變螺距控制技術(shù)。俯仰角在0處保持不變。此時(shí)，不需要進(jìn)行任何調(diào)整。調(diào)整俯仰角度后，風(fēng)力機(jī)的輸出功率將保持在一定的系數(shù)之內(nèi)。此時(shí)，控制系統(tǒng)將參與調(diào)節(jié)，從而形成控制回路。變槳距控制是一種主動(dòng)控制技術(shù)，可以克服槳距無源失速調(diào)節(jié)在實(shí)際應(yīng)用中的不足。同時(shí)，他們也有很多優(yōu)勢(shì)。當(dāng)風(fēng)輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)后，較大的俯仰角可以產(chǎn)生較大的起動(dòng)力矩。在一定條件下，為了使空轉(zhuǎn)速度最小化，需要保持相應(yīng)的角度。

結(jié)束語(yǔ)

總的來說，風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能在新能源發(fā)電領(lǐng)域的一個(gè)典范。為了充分利用風(fēng)力發(fā)電的功能，我們應(yīng)該開展與風(fēng)力發(fā)電相關(guān)的技術(shù)。研究和討論。在此基礎(chǔ)上，可以合理使用。這將進(jìn)一步提高風(fēng)力發(fā)電的效率。這將進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。為中國(guó)的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)做出貢獻(xiàn)。

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