郭東 范軍暉

摘要：新型風電光伏是一種新型的現(xiàn)代電能生產(chǎn)方式，其發(fā)展優(yōu)勢十分明顯?；诖?，本文主要從新一代能源新型風力發(fā)電的相關(guān)技術(shù)應用原理以及分析問題入手，探討新一代能源新型風力發(fā)電的一些相關(guān)應用技術(shù)，有助于有效推動我國新型風電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源;風力發(fā)電;技術(shù)

一、新能源風力發(fā)電的技術(shù)原理分析

1.風輪裝置

風輪驅(qū)動裝置主要是將驅(qū)動風能轉(zhuǎn)化為具有機械驅(qū)能的驅(qū)動裝置，風能可以帶動一個螺旋槳狀風輪葉片高速旋轉(zhuǎn)，葉片高速旋轉(zhuǎn)時可產(chǎn)生大量機械驅(qū)動能。

2.發(fā)電機

發(fā)電機驅(qū)動是一種將小型風力發(fā)電驅(qū)動機組風力傳遞的恒定風力機械傳動能量的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣娔艿尿?qū)動裝置。小型風力發(fā)電驅(qū)動系統(tǒng)由風力發(fā)電機和風力變流器兩部組成，發(fā)電系統(tǒng)效率高。對于小型風電驅(qū)動系統(tǒng)來說，它不僅僅是包括風力發(fā)電機組的機頭，還包括發(fā)電轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片等主要部件，所有部件都必須調(diào)整以確保風電效率。其中，機頭將驅(qū)動葉片在最大風力推動作用下旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的內(nèi)部機械作動能通過轉(zhuǎn)化后成為最大電能，機尾通常用于自動引導電機風向，使風力發(fā)電機可以獲得最大的排風量，而旋翼機則是一種使車頭機尾高速轉(zhuǎn)動的控制裝置，用于自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)向和控制旋轉(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)子通?？梢允褂糜来呕騽畲攀降拇朋w;電機定子驅(qū)動繞組通常用于自動切斷一條可將內(nèi)部機械作動能通過轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為最大電能的產(chǎn)生磁力的導線。

二、新能源風力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)

1.風功率預測技術(shù)

風力發(fā)電技術(shù)預測應用技術(shù)是目前我國風力發(fā)電中比較重要的一種預測應用技術(shù)，由于不同技術(shù)預測開發(fā)風的生命周期和預測模型的不同，預測開發(fā)風的技術(shù)方法也不同。

（l）按短期風電自動預測調(diào)度期限長短來進行細分。根據(jù)短期風能自動預測機組發(fā)電調(diào)度周期的不同時間長短，風能預測發(fā)電周期預測調(diào)度方法大致可以分別細分為超短期、短期和中長期三種風電預測調(diào)度方法。短期大型風電機組實時自動預測調(diào)度，短期大型風電自動預測調(diào)度方法目前可廣泛地應用于短期風電開發(fā)機組臨時風電組裝和長期風電備用大型風電長期部署，可應用于各個方面，中長期預測可應用于維護和風資源評估。

（2）根據(jù)風險預測技術(shù)模型進行分類。①物理模擬法。該預測方法主要根據(jù)電場氣象預測結(jié)果通過模擬一個風電場及其周邊的各種天氣狀況，根據(jù)電場風向、風速、氣壓、空氣密度等各種相關(guān)聯(lián)的預測數(shù)據(jù)信息等來構(gòu)建一個預測數(shù)據(jù)模型，并通過制作一套功率分布曲線和預測單位來對風電場的功率曲線預測。由于風速變化沒有規(guī)律可循，預測往往會有一定的誤差。②數(shù)學統(tǒng)計法。該分析方法通過利用一些數(shù)學分析工具可以找出目前現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)據(jù)與目前待進行預測分析數(shù)據(jù)之間的測量函數(shù)序列關(guān)系，可以被視為一個進行數(shù)據(jù)挖掘的新過程，在數(shù)據(jù)挖掘中可以發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律，得到正確預測分析結(jié)果。在正確應用這些統(tǒng)計分析方法進行預測我國風電裝機功率時，需要這些統(tǒng)計算法的技術(shù)支持，常用的方法有兩種：統(tǒng)計時間測量序列分析算法和統(tǒng)計機器學習算法。

2.風電機組功率調(diào)節(jié)技術(shù)

風電機的功率輸出水平在整個風力發(fā)電系統(tǒng)中很重要，因而輸出功率調(diào)控是不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一。風電機應該捕捉風能而是將其轉(zhuǎn)化為機械能來發(fā)電，但是因為組成風電機的部件的機械設(shè)備硬度及能力，有必要降低對于地熱能的捕捉，以保持風電機的輸入趨近其整定值，以便安全運行。以下控制技術(shù)通常用于調(diào)節(jié)風電機的輸出。

（1） 恒定螺距失速控制技術(shù)。此種控制形式的原理是，電機式風能電動機的葉片與輪轂剛性銜接，其特性是框架結(jié)構(gòu)單純，使用性能穩(wěn)定，但是惟一的優(yōu)點是不能依據(jù)氣溫的變動實時調(diào)整葉片頂面的視角。恒定螺距失速控制技術(shù)利用植株的水動力學特征來改變渦輪機的功率，以應對外部風速的變化。在實踐中發(fā)現(xiàn)，在名義風速下很難實現(xiàn)風能利用效率的最大化，而在低于名義風速的情況下，風能利用的效率會降低。

（2） 變槳控制技術(shù)。所謂變槳距，基本上是指變槳角的調(diào)整;通過改變變槳角的大小，達到調(diào)整風力發(fā)電機組功率的目標。倘若因為外部要素的影響，功率高達了額定功率，勵磁便能依據(jù)功率的變動調(diào)整電機角的大小，進而促使壓縮機的功率保持在額定功率。這時候，控制系統(tǒng)參加控制，進而形成閉環(huán)控制。俯仰控制應是一種主動控制技術(shù)，可用于風力發(fā)電機組，以克服俯仰的被動失速調(diào)節(jié)的缺點。變槳控制還有一個優(yōu)點，就是當風機開始旋轉(zhuǎn)時，在大的正變槳角下產(chǎn)生一個大的啟動轉(zhuǎn)矩，并在停止時將變槳角保持在90°，從而使風機的空轉(zhuǎn)速度降到最低。

3.風電無功電壓自動控制技術(shù)

變電站可以集成應用到電站模塊化風電監(jiān)控管理系統(tǒng)中，也或者可以直接采用外部監(jiān)控方式獨立實施運行，起到實時監(jiān)控現(xiàn)有風電場電網(wǎng)設(shè)施9路交流供電無功電壓穩(wěn)定運行控制狀態(tài)的重要作用，通過自動通訊控制線路自動調(diào)節(jié)風電設(shè)備的無損有功交流電壓，并將自動控制指令發(fā)送到電站相應的風電監(jiān)控管理系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)主要有兩種自動控制工作方式。一種方法是系統(tǒng)遠程控制，另一種方式是本地自動控制。在遠程控制系統(tǒng)模式下，變電站自動實時跟蹤一個無損有功交流電壓調(diào)節(jié)控制目標，在本地自動控制系統(tǒng)模式下，可以根據(jù)系統(tǒng)預設(shè)的多路并聯(lián)式網(wǎng)點無功電壓調(diào)節(jié)目標控制曲線對現(xiàn)有變電站系統(tǒng)進行自動控制。系統(tǒng)可以通過手動同時設(shè)置現(xiàn)有變電站的穩(wěn)定運行和自動控制能力狀態(tài)，同時它也可以通過手動設(shè)置鎖定或同時解鎖現(xiàn)有風電場的各種自動控制能力設(shè)備，設(shè)備的自動切換由監(jiān)控系統(tǒng)進行自動控制。當風力電網(wǎng)設(shè)備處于穩(wěn)定自動運行控制狀態(tài)時，變電站系統(tǒng)可以通過充分利用現(xiàn)有風力發(fā)電發(fā)動機組的無損有功電壓調(diào)節(jié)控制能力部件來自動實現(xiàn)其無功電壓自動調(diào)節(jié)控制目標。利用功率電壓補償器可以完成無功功率值的補償。此外，變電站可以與風力發(fā)電機協(xié)調(diào)無功補償狀態(tài)，有效避免了無功功率的不合理流動。

結(jié)束語

總之，風力發(fā)電是電力領(lǐng)域新能源領(lǐng)域風能的典型應用領(lǐng)域。這進一步提高了我國風力發(fā)電的利用效率。這對于加快推動我國時代風電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展升級具有重要的歷史現(xiàn)實意義。

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