關(guān)于新能源風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)之研究

胡靖

（寧夏銀星能源股份有限公司賀蘭山風(fēng)電廠，寧夏 銀川 750001）

與西方國家相比，中國的能源意識則相對比較落后，以致于在中國的發(fā)展過程中經(jīng)歷了很多的磨難。落后的生產(chǎn)力及能源發(fā)展戰(zhàn)略造成當(dāng)時的中國能源資源嚴(yán)重不足，傷痕累累，經(jīng)濟(jì)、政治建設(shè)發(fā)展十分落后。隨后，為了發(fā)展國家經(jīng)濟(jì)，中國也開始了能源的采集，不得不說，能源的開采確實(shí)解決了中國發(fā)展過程中的很多問題，但是長期無節(jié)制的開采能源令我國現(xiàn)在面臨著十分嚴(yán)重的能源危機(jī)。雖然，我國在第一時間發(fā)布了措施補(bǔ)救，也有了一定的成效，但這并不是長久之計(jì)?，F(xiàn)階段，我國推出了開發(fā)新能源的發(fā)展戰(zhàn)略，利用新能源的可再生性試圖改變并控制這一現(xiàn)狀，由此，風(fēng)力發(fā)電就成為了現(xiàn)階段能源發(fā)展的主要途徑。

一、新能源風(fēng)力發(fā)電的主要原理

風(fēng)力發(fā)電的原理就是能量轉(zhuǎn)化，自然風(fēng)力產(chǎn)生的風(fēng)能轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能之后再次轉(zhuǎn)化成電能。根據(jù)目前風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，不得不說，新能源風(fēng)力發(fā)電是近幾年來我國大力發(fā)展新能源技術(shù)中最主要的一項(xiàng)新能源技術(shù)。該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要部分在于最后通過轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換介質(zhì)將風(fēng)車轉(zhuǎn)動的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并且始終遵守能量守恒定律，其轉(zhuǎn)化效率也是非常高的。

二、新能源風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用技術(shù)

（一）功率預(yù)測技術(shù)

風(fēng)功率測試技術(shù)的應(yīng)用關(guān)系著最終電能的轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算及預(yù)測，并對風(fēng)能的轉(zhuǎn)換起到了一定的制約作用，其預(yù)測方式會隨著預(yù)測周期的不同及所預(yù)測模型的不同而不同。一般來說，按照預(yù)測周期來規(guī)劃預(yù)測方法會分為三種方式：超短期預(yù)測、短期預(yù)測、中長期預(yù)測。這樣的預(yù)測方式是階段性風(fēng)力功率預(yù)測中較為準(zhǔn)確的方式。如果按照預(yù)測模型對該技術(shù)進(jìn)行方式分類可分為物理測試法、統(tǒng)計(jì)法、組合估計(jì)法三種方式。物理統(tǒng)計(jì)法主要是根據(jù)空氣中風(fēng)含量、空氣密度、風(fēng)速等物理量進(jìn)行計(jì)算。但是由于上述物理量的不可控性導(dǎo)致這種預(yù)測方式的準(zhǔn)確率很低。而統(tǒng)計(jì)法就是通過觀察并記錄以往的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過函數(shù)之間的關(guān)系得到一個功率表達(dá)式，從而得出測試結(jié)果。組合估計(jì)法是準(zhǔn)確性較高的一種測試方式，其通過方式組合的形式，將以上兩種方法結(jié)合起來，達(dá)到“取其精華去其糟粕”的效果。

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

風(fēng)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)技術(shù)主要是通過一定的方案對傳輸功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中調(diào)節(jié)方式根據(jù)槳距的不同而不同，一般來說有定槳式和變槳式兩種。定槳與變槳的主要區(qū)別在于葉片與輪軸所成角度的不同。定槳距式調(diào)節(jié)法是將葉片固定起來，使其始終保持在同一角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動，雖然具有一定的穩(wěn)定性，但是其并不能根據(jù)風(fēng)力和風(fēng)向及時做出調(diào)整，調(diào)節(jié)結(jié)果依舊不準(zhǔn)確。變槳距調(diào)節(jié)法的葉片相對來說就比較靈活，他可以根據(jù)風(fēng)力風(fēng)向調(diào)整葉片與輪軸的角度，從而最大程度上保證風(fēng)力的傳輸量。這樣的調(diào)節(jié)方法早在很多年前就已經(jīng)被丹麥應(yīng)用，并在風(fēng)力建設(shè)方面取得了很大的成就，但是對于風(fēng)力發(fā)電的研究依然在繼續(xù)。為了使得風(fēng)力發(fā)電這一新能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，丹麥風(fēng)力研究協(xié)會一直在通過多種途徑探究開發(fā)風(fēng)力發(fā)電的多種可能性，并對當(dāng)?shù)仫L(fēng)力發(fā)電的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在丹麥擁有嚴(yán)格的風(fēng)力質(zhì)檢系統(tǒng)，只有通過質(zhì)檢系統(tǒng)的檢測該風(fēng)力系統(tǒng)及裝置才可以被引用，而這個質(zhì)檢系統(tǒng)的組成成分就包括對風(fēng)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)的測試。

（三）風(fēng)電無功電壓自動控制技術(shù)

該技術(shù)相對于上述兩種技術(shù)來說比較復(fù)雜，其工作原理主要是將多種系統(tǒng)綜合在一起，從而組成一個新的自動化控制技術(shù)，其組成部分主要有監(jiān)控系統(tǒng)與自動化控制子系統(tǒng)。自動化控制子系統(tǒng)在該技術(shù)中是比較萬能的，既可以與監(jiān)控系統(tǒng)融合在一起共同對風(fēng)力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，又可以作為一個單獨(dú)的系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)。它的工作方式主要是與通信原理相結(jié)合，通過通信工程將風(fēng)電無功電壓發(fā)送到對應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)中。監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方式主要有兩種：就地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控。在就地監(jiān)控模式下其主要起到的作用是預(yù)測當(dāng)前風(fēng)電無功電壓的變化曲線，而遠(yuǎn)程監(jiān)控就是遠(yuǎn)距離的對風(fēng)電無功的電壓進(jìn)行追蹤、監(jiān)測和控制。

但是，總的來說這種技術(shù)與上述兩種技術(shù)最大的不同是該技術(shù)需要人為控制，其自動化程度只是對設(shè)備系統(tǒng)的自動控制而言的，運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)控制、閉解鎖切換等過程就會涉及到人為控制，而上述兩種技術(shù)或根據(jù)風(fēng)力的變化等因素進(jìn)行自動調(diào)整。當(dāng)該風(fēng)電無功電壓的控制狀態(tài)趨于穩(wěn)定時，自動控制子技術(shù)就能夠?qū)υ撾妷簩?shí)現(xiàn)最大程度的利用。如果其控制系統(tǒng)處于不穩(wěn)定階段或能力不足階段，自動控制子技術(shù)可以通過自身的動態(tài)風(fēng)電無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)充。這樣的工作方式不僅能夠保證風(fēng)電務(wù)工自動控制技術(shù)與其他系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)配合，也使得不合理的風(fēng)力流動自動過濾，增加了風(fēng)電無功系統(tǒng)內(nèi)部的轉(zhuǎn)換率。

結(jié)束語

總而言之，對于能源問題的解決，目前急需科技人員與相關(guān)部門聯(lián)合起來，不斷開發(fā)更多的新能源技術(shù)。此外，對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)及風(fēng)力轉(zhuǎn)化效率的提高還應(yīng)該做進(jìn)一步探究。這樣不僅能實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展還可以確保我國能源問題不再加重，切實(shí)保障了我國公民的生存需求。