風(fēng)電新能源及其閃變問題的探討

周玉龍

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，風(fēng)電雖然已經(jīng)成為一種不斷發(fā)展的低破壞、環(huán)保的新能源裝置?；诖耍疚膹娘L(fēng)電新能源的必然性、原理及問題的措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電;能源;閃變問題及措施

一、新型風(fēng)力發(fā)電與建設(shè)的必然性

自第一次能源危機(jī)以來，石油、煤炭、電力和水等現(xiàn)有能源變得越來越緊張。當(dāng)前，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和能源的匱乏，已經(jīng)呈現(xiàn)出供需矛盾。這種矛盾在不斷加深，一定程度上限制了經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)。

聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署報(bào)告指出，全球能源消耗的不斷增加對(duì)地球造成災(zāi)難性后果。根據(jù)考慮到新型風(fēng)力發(fā)電的諸多優(yōu)勢(shì)，近年來中國(guó)政府給予了大量關(guān)注和支持，國(guó)家發(fā)改委也制定了相關(guān)發(fā)展規(guī)劃。同時(shí)在風(fēng)能建設(shè)的規(guī)?；l(fā)展中，我國(guó)也需要更加重視項(xiàng)目建設(shè)帶來的環(huán)境問題，盡快予以保護(hù)和控制。建設(shè)綠色能源和綠色建筑，更好的有利于風(fēng)能利用和風(fēng)能建設(shè)，有利于更快更好的發(fā)展。

二、風(fēng)能的需求和發(fā)電量

風(fēng)電在減少環(huán)境污染、重組能源和解決居民用電問題方面發(fā)揮著作用。我國(guó)靠近太平洋，季風(fēng)強(qiáng)勁。里面還有很多高山，改變了壓力分布，形成了分布非常廣泛的風(fēng)能資源。據(jù)國(guó)家氣象站風(fēng)能數(shù)據(jù)測(cè)算初步分析，我國(guó)約有20處陸地和地表風(fēng)能資源豐富，分布在東南沿海和東北地區(qū)。尤其是新疆的眾多水果蔬菜和內(nèi)蒙古草原。盡管在國(guó)家相關(guān)政策的鼓勵(lì)和支持下，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但截至2020年底，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量?jī)H為56841萬，占總發(fā)電量的0.15%。這是一個(gè)真正的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。風(fēng)電規(guī)模1000萬個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目公開招標(biāo)，參與招標(biāo)的企業(yè)數(shù)量比2003年更大更廣。

三、風(fēng)能閃爍及原理分析

風(fēng)力發(fā)電使用風(fēng)力作為動(dòng)力源。風(fēng)力渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來自流經(jīng)動(dòng)力機(jī)械的風(fēng)能。由于風(fēng)速及其自然特性的不穩(wěn)定變化，大型風(fēng)力渦輪機(jī)不具備存儲(chǔ)電能的能力的發(fā)展方向。因此，風(fēng)電機(jī)組的輸出功率是一種無法調(diào)節(jié)出力的動(dòng)力裝置。與其他常用的自然能源水電相比，風(fēng)電出力短期波動(dòng)較大且安裝方式不同。因此風(fēng)機(jī)所處位置和風(fēng)向明顯不同，那么會(huì)導(dǎo)致三種出力變化的不同步。隨著風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量的增加，當(dāng)這種隨機(jī)功率以可變的太陽能風(fēng)速注入電網(wǎng)時(shí)，會(huì)影響電網(wǎng)的電氣形象。作為改變風(fēng)速的作用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率輸出具有波動(dòng)性，這會(huì)引起電網(wǎng)中某些節(jié)點(diǎn)（如電網(wǎng)連接點(diǎn)）的電壓波動(dòng)。研究表明額定速度內(nèi)的電壓波動(dòng)，01Hz到35H的范圍會(huì)造成人眼可感知的閃爍問題，而且風(fēng)速變化比較快。那變化通常在0.1H量級(jí)，這個(gè)頻率范圍內(nèi)的電壓波動(dòng)不會(huì)引起可感知的閃爍。由于變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以平滑功率波動(dòng)，那變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃爍也會(huì)開始減少。穩(wěn)態(tài)電流的強(qiáng)度對(duì)電壓波動(dòng)和閃爍的影響較大，兩者的關(guān)系與增長(zhǎng)成正比。通常稱為 3p 頻率。

超前率通常在 1 到 2 Hz 的范圍內(nèi)。除了風(fēng)的形狀和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特性外，短路的比值風(fēng)電場(chǎng)公共連接點(diǎn)和電網(wǎng)線道路上的XR 7是影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電壓波動(dòng)和閃爍的重要因素。公共連接點(diǎn)的短路率越大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組引起的電壓波動(dòng)和因素越小。組合 XR 比可以通過用無功功率和摩擦，同時(shí)運(yùn)行多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)可以減輕輸出功率的波動(dòng)。同時(shí)還可以利用變速定速風(fēng)機(jī)的控制效果。風(fēng)電機(jī)組網(wǎng)運(yùn)行引起的1～2H周期性電壓波動(dòng)，處于人為限制的照度變化圖像最多的頻率范圍內(nèi)，會(huì)造成可感知的日間閃爍問題。會(huì)導(dǎo)致恒速風(fēng)電機(jī)組的閃爍比較嚴(yán)重，一般情況下，變速恒頻風(fēng)中裝置引起的閃爍強(qiáng)度只有恒速風(fēng)電機(jī)組的1/4。

四、風(fēng)能應(yīng)用存在的問題

根據(jù)國(guó)際電工的標(biāo)準(zhǔn)，這種方差計(jì)算方法比較像學(xué)校，可以教授如何計(jì)算電壓波動(dòng)和閃爍，從而輕松計(jì)算出其需求量和速度。計(jì)算方法取自風(fēng)神單位公關(guān)，這可以擴(kuò)展到整個(gè)網(wǎng)格，從而使得評(píng)估風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量變得容易。

影響風(fēng)力發(fā)電閃爍的因素各不相同，包括風(fēng)力條件，所以應(yīng)盡可能明確和量化各種因素對(duì)閃爍的影響。因?yàn)樗怯筛鞣N影響因素決定的。兩者是相互關(guān)系及還可以產(chǎn)生綜合影響。

由于單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組容量增加，當(dāng)風(fēng)速波動(dòng)較大時(shí)，風(fēng)電機(jī)組輸出功率波動(dòng)較大。對(duì)于已經(jīng)成為全球主流機(jī)型的變束定額定風(fēng)力發(fā)電機(jī)，需要加入內(nèi)部變流器補(bǔ)償和槳距角系統(tǒng)來調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出。一種減少與風(fēng)電機(jī)組輸出功率相關(guān)的功以優(yōu)化槳距角控制風(fēng)電機(jī)組輸出功率，這是需要待解決的問題。還可能會(huì)受到系統(tǒng)設(shè)計(jì)、并行能量補(bǔ)充等措施的限制，出現(xiàn)一些問題。那風(fēng)電并網(wǎng)引起的電壓波動(dòng)和閃爍是每周都會(huì)出現(xiàn)的問題。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況下，除了減少風(fēng)力問題的影響外，還應(yīng)建立系統(tǒng)并對(duì)電壓波動(dòng)進(jìn)行模擬計(jì)算或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。讓它在我們的控制之下，從而可以更好的發(fā)現(xiàn)問題并且及時(shí)的解決問題。

五、風(fēng)能應(yīng)用的措施

注意當(dāng)?shù)厮帘３郑扇∷凉芾泶胧?，降低水土流失?qiáng)度。風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)過程中，不可避免地需要一些土地，有時(shí)會(huì)造成水土流失。綠色施工應(yīng)盡量減少人為加速侵蝕的因素，使保持措施及時(shí)見效，最大限度地減少損失。

與自然和諧相處，注重自然景觀保護(hù)和鳥類遷徙。風(fēng)力發(fā)電過程中需要高達(dá) 100 m 的風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)備。在我國(guó)，在建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠時(shí)也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題。在我國(guó)的風(fēng)能新能源建設(shè)在選址過程中，一般會(huì)在建設(shè)和運(yùn)行過程中采取了必要的可操作措施時(shí)。但一些國(guó)際環(huán)保組織開始對(duì)保護(hù)自然景觀的新風(fēng)能舉措持頑固態(tài)度。因此建議我國(guó)風(fēng)能新能源建設(shè)在風(fēng)電場(chǎng)選擇過程中盡量避開國(guó)家級(jí)古跡、風(fēng)景名勝區(qū)、長(zhǎng)城外和水壩上方等地方，為候鳥留出遷徙通道。

制定環(huán)境保護(hù)計(jì)劃。在中國(guó)，風(fēng)電場(chǎng)通常建在偏遠(yuǎn)地區(qū)。大部分建筑電源使用柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行儲(chǔ)油桶的裝卸、裝卸、導(dǎo)槽、提取和過濾等工序，是最適合污染處理的工序。此外，在風(fēng)機(jī)的初始安裝，還應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)志，加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)教育。

結(jié)束語

綜上所述，我們需要在綠色建設(shè)的道路上，我們應(yīng)大力發(fā)展新型風(fēng)電的利用，不僅可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的發(fā)展，還可以促進(jìn)新能源更好的發(fā)展。

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