試論我國風力發(fā)電技術的未來發(fā)展

郎春雷

前言

風力發(fā)電是一種新型的發(fā)電技術，與傳統(tǒng)火力發(fā)電相比，無論是能源的利用效率，還是生產(chǎn)過程的清潔性等均具有更大的優(yōu)勢，現(xiàn)在在發(fā)電行業(yè)中的應用比例不斷提高。風力發(fā)電技術在應用上成本與火力發(fā)電相似，可以在現(xiàn)有基礎上做更進一步規(guī)模的研究發(fā)展。社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電力資源的需求在不斷增加，導致自然資源與電力能源之間的矛盾不斷加大，為實現(xiàn)電力能源應用的持續(xù)發(fā)展，必須要進一步加強對新型發(fā)電技術的研究。風力發(fā)電技術作為一種成熟并且清潔可靠的新技術，現(xiàn)在已經(jīng)成為具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電方式之一，可以更大程度上對能源結構進行調(diào)整，在滿足社會經(jīng)濟對電力能源需求的基礎上，降低環(huán)境的污染。

一、風力發(fā)電技術應用現(xiàn)狀分析

風力發(fā)電作為一種比較新型的發(fā)電技術，現(xiàn)在已經(jīng)得到很大程度上的應用，尤其是近年來更多新型技術與設備在其中的應用，對提高風力發(fā)電技術應用效果具有重要意義。從實際情況來看，我國風力發(fā)電技術應用規(guī)模在不斷擴大，逐漸在整個發(fā)電領域中占據(jù)了一定的比重，并且風力發(fā)電技術中單機容量也在不斷增多。另外，在風力發(fā)電技術應用中分析可以得知，我國風電行業(yè)在向商業(yè)化與穩(wěn)定化方向發(fā)展，尤其是對于海風發(fā)電來說，具有風速高、干擾低以及穩(wěn)定性高的優(yōu)點，具有廣闊的發(fā)展前景。另外，從風電運行現(xiàn)狀來看，前期投入成本比較高，但是在后期生產(chǎn)發(fā)電過程中所需要日常運行費用比較低，綜合來說成本比較合理，對促進風力發(fā)電技術的進一步發(fā)展具有良好效果。

二、風力發(fā)電技術發(fā)展研究要點分析

1.風力資源分布不均。風力資源是決定風力發(fā)電效果的主要因素，但是從我國風力資源分布來看并不均勻，能夠集中利用的多分布在東南沿海與西北部區(qū)域，風力發(fā)電企業(yè)的建設也比較集中，很容易出現(xiàn)地區(qū)風力發(fā)電產(chǎn)能過?；蛘吒C電等問題。另外，想要進一步促進風力發(fā)電技術的發(fā)展，還需要做好對電力長距離傳輸技術的分析，從生產(chǎn)、運輸?shù)綉谜麄€環(huán)節(jié)進行研究。

2.機組單機容量低。雖然我國風力發(fā)電技術在應用上已經(jīng)取得了明顯的成績，如發(fā)電機組單機容量已經(jīng)由原來的600KW變?yōu)楝F(xiàn)在的1.5MW，但是從發(fā)電效果上來看，一些理論知識體系與實踐經(jīng)驗還存在較大的不足，不能完全滿足荷載極限的計算需求。風力發(fā)電中單機容量大型化不僅可以有效降低生產(chǎn)成本，同時還可以增強單位面積裝機容量與發(fā)電效率，應將此方面作為風力發(fā)電技術研究的要點。

3.機組安全性能低。風力發(fā)電技術發(fā)展與應用時間比較短，專業(yè)技術的研究還存在很大不足，這樣會在一定程度上對發(fā)電效果造成影響，同時也會影響到機組運行安全性，尤其是并網(wǎng)與輸送方面。就現(xiàn)狀來看，基本上風力發(fā)電事故均集中發(fā)生在裝機階段，原因是技術人員重視程度低，或者管理達不到實際要求等，導致裝機后機組運行不良。針對此種情況，要求技術人員針對機組常見事故進行分析，在確定原因基礎上進行優(yōu)化，消除機組運行存有的安全問題，提高發(fā)電機組運行的安全性與穩(wěn)定性。

三、風力發(fā)電技術要點與趨勢分析

1.風況預測技術。為保證電網(wǎng)風電波動的平衡，需要提前對風電輸出功率進行預測，爭取減少備用容量，并提高經(jīng)濟運行效果。對于風電輸出功率來說，其大小與風速有關，因此需要做好對風況預測技術的研究。基于不同季節(jié)風能不同特點，風況的預測研究，基本上是以風況觀測數(shù)據(jù)與氣象模擬為主要實施方式。其中，利用風況觀測數(shù)據(jù)方法預測時，可以通過線性與非線性兩種觀測模型來進行，此種方法所需時間比較長，并且精度得不到保障，在實際應用中還需要與氣象模擬法相結合。利用氣象模擬來進行風況預測，已經(jīng)成為風力發(fā)電選址，以及制定風力發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要工具。

2.大功率中壓變流器。為更好的提高風里發(fā)電技術應用效果，需要加強對大功率中壓變流器的應用，因為其具有雙向開關接口，以及多元三相逆變器，應用到風力風電系統(tǒng)中，可以提高發(fā)電效率。目前大功率中壓變流器的各處配件功率在不斷提高，應用范圍也在不斷擴大。另外，風風力發(fā)電系統(tǒng)開關損耗的大小，也是影響發(fā)電效率的主要因素，因此需要控制好系統(tǒng)的開關頻率。

3.風力發(fā)電儲能技術。3.1新型電池儲能。此種儲能技術即利用電池來完成風能轉換電能的儲存，一般發(fā)電系統(tǒng)中，小型單獨運行的風力發(fā)電機會配置蓄電池儲能，降低風況以及荷載等因素對發(fā)電效果的影響?，F(xiàn)在風力發(fā)電系統(tǒng)中常用的儲能電池有鉛酸電池、鈉硫電池以及鋰離子電池等。3.2壓縮空氣儲能。此種儲能技術大多被用于缺水干旱地區(qū)的風能儲存，是一種比較新型的蓄能方式。當電力負載比較小時，將風力發(fā)電機組提供的所欲電能通過電動機帶動空氣壓縮機，將空氣壓縮后存儲到強度高、容量大的金屬容器或者地下巖鹽礦內(nèi)巖洞，以及挖掘的巖石洞內(nèi)部。另外，一旦電力負荷達到高峰，或者是風小以及無風狀態(tài)時，將存儲的能量釋放出來作為動力，帶動渦輪實現(xiàn)發(fā)電。3.3水利儲能。對于水資源比較充足的情況，或者是具有大容量高位水箱與水庫時，通過風能來驅動水泵運行，形成一個完整的水利儲能系統(tǒng)。當風量較大時，風力機將會帶動水泵將水資源從低水位抽調(diào)到高水位;當風量減小或者電網(wǎng)功率較小時，即可以利用存儲的水利勢能來帶動渦輪電機發(fā)電。

4.海上風力發(fā)電技術。海上區(qū)域風力資源豐富，可以采取一定措施來利用海上風資源進行發(fā)電生產(chǎn)，技術研究時需要重點分析發(fā)電機安裝位置，并做好發(fā)電設備安裝成本的控制，綜合分析安裝位置距離海岸較遠風力不足的問題。目前很多地區(qū)采取空氣流通產(chǎn)生熱量對發(fā)電系統(tǒng)進行調(diào)整的方式發(fā)電，并且利用了高壓電直流系統(tǒng)，可以將電能順利傳輸?shù)接秒娭行?。對于高壓直流電技術的應用，具有幾個明顯的特點，即在海岸線較遠海域安裝設備將與大陸完全隔離，海上風力發(fā)電時電纜功率損耗比較小，以及單位個數(shù)電纜傳輸電量能力較高。

結束語

風力發(fā)電是一種新型的發(fā)電技術，與傳統(tǒng)活力發(fā)電技術相比具有更為明顯的優(yōu)勢，可以在滿足社會發(fā)展對電力能源需求的基礎上，對各類資源的應用方式進行協(xié)調(diào)優(yōu)化。為進一步提高風力發(fā)電技術的應用效果，需要針對存在的不足進行分析，并以滿足實際生產(chǎn)需求為目的，從多個方面進行分析，對各項相關技術進行研究，降低各類因素對風力發(fā)電效果的影響。