王　姼（佳木斯市質量技術監(jiān)督檢驗檢測中心，黑龍江 佳木斯 154004）

儲能式發(fā)電機在風力發(fā)電中的應用及發(fā)展

王姼
（佳木斯市質量技術監(jiān)督檢驗檢測中心，黑龍江 佳木斯 154004）

摘要：近年來，我國社會經濟發(fā)展速度與日俱增，人類日常工作、生產和生活中對電能的需求量不斷增大，這給電能供應單位工作提出了新挑戰(zhàn)。風力發(fā)電作為目前常見發(fā)電方式之一，本文從風力發(fā)電現狀入手，簡單探討了儲能發(fā)電機在風力發(fā)電中的應用情況，并展望了其未來發(fā)展前景。

關鍵詞：風力發(fā)電；儲能式發(fā)電機；展望；瓶頸

目前，風力發(fā)電站在我國發(fā)電系統(tǒng)中占有重要地位，但是由于風力發(fā)電本身具備不穩(wěn)定性、不可控性的特征，在過去這一發(fā)電方式一直沒有得到人們的重視。一直到近幾年，隨著儲能式發(fā)電機的出現和普及，風能發(fā)電站才逐漸受到業(yè)界的重視，成為當今發(fā)電領域舉足輕重的一員。但在儲能發(fā)電機不斷普及的新時期，各種新的矛盾也就出現了，如何在工作中科學、合理的處理這些問題已成為當今業(yè)界研究的重點。

一、風力發(fā)電的現狀

目前，我國風力發(fā)電站已經遍布全國各地，有關數據統(tǒng)計我國目前風力發(fā)電站數量眾多，已成為亞洲風力發(fā)電量最多的國家，在世界上也僅次于美國和德國。這表明風力發(fā)電技術在我國已經相當成熟，雖然風力發(fā)電本身存在不穩(wěn)定性、不可控制且成本高于水電和火電的特征，但是隨著儲能式發(fā)電機的應用，這些問題基本都得到有效的改善。在過去，人們一直認為風力發(fā)電并不是好電，給風力發(fā)電工作的開展帶來影響不說，還給電力事業(yè)的進步構成困擾。這也表明了風力發(fā)電本身存在兩個根本的薄弱環(huán)節(jié)，也就是高成本和不穩(wěn)定性。而在成本上，新成立的風力發(fā)電站大多都是以國外先進的水平軸螺旋槳式風力發(fā)電機為主的，這種風力發(fā)電機由于本身對風力的利用率不高、制造成本高的特征，這也就造成風力電網的電價高于其他的電價。同時，令人感到遺憾的是我們雖然有眾多的機械制造企業(yè)，但是這些企業(yè)寧愿花費大力氣去重復投資和生產，也不愿意冒險去鉆研和探索更加先進、高效的風力發(fā)電機。

風力發(fā)電由于本身不穩(wěn)定性突出的特征在過去一直不被人們重視，究其原因是因為風力本身存在風速變化大的特征。因此，在風力發(fā)電站工作中，我們必須要高度重視風力風速不穩(wěn)定性問題，從根本上處理好風力發(fā)電不穩(wěn)定現象，但實際工作中由于我國電網本身存在技術指標，如果發(fā)電企業(yè)發(fā)出來的電忽高忽低、不穩(wěn)定問題突出，那么用戶該如何去用電，這將成為我國電力事業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，也是造成我國風力發(fā)電事業(yè)進步受到制約的關鍵。

二、儲能技術是克服瓶頸的手段之一

目前，我國風力發(fā)電站在工作中普遍采用了儲能技術，其中最前衛(wèi)的技術當然就是我們這里需要研究的儲能式發(fā)電機，這種發(fā)電機是在傳統(tǒng)水平軸螺旋槳式風力發(fā)電機的基礎上引入儲能設備。這里的儲能設備則是利用附加旋轉磁場的方式組成的，這一磁場的應用能有效的控制風力發(fā)電機水平軸螺旋槳轉動速度，使得整個發(fā)電頻率的穩(wěn)定性得到有效的保證。因為風力發(fā)電機本身需要保持最高風能的利用率，因此在運行中必須要保證最快、最佳的設備轉動速度，而風力發(fā)電機的轉子與風場的風速則存在著一定的比值，由于風場風速本身不穩(wěn)定性突出，這也就意味著在發(fā)電機正常工作中風力機轉子與定子之間的關系處理必須要合理，必須要嚴格按照風速變化而隨之發(fā)生變動。基于此，在目前的風力發(fā)電站運行工作中，我們必須要引入雙饋異步發(fā)電機，并以此作為解決風力發(fā)電機發(fā)電不穩(wěn)定的主要手段。

在過去的工作中，人們通常對風力發(fā)電機電流波動過大的現象毫無辦法，但是就電力使用來說，不管輸電電流變化的大小，其都需要在工作之前加上一個濾波電容，這種電容的應用具體作用在于發(fā)揮削峰填谷的重要意義。在電流經過濾波電容的時候，電容可以及時的發(fā)生作用，然后將電流內部的電容濾波情況加以總結，并及時的整理其中電流值。這種方法是因為電容在電壓過個的時候吸收電流，從而擬制輸電系統(tǒng)中電壓的上升，而電壓平衡的時候電容則不發(fā)生作用，乃至電壓迅速下降的時候電容又及時的將內部電壓釋放出來，及時的補充電力系統(tǒng)中電壓不足的情況?；诖?，電力系統(tǒng)中輸給用戶的電流就穩(wěn)定多了，不僅保證了供電穩(wěn)定，而且提升了用戶生活、工作水平。

三、儲能式發(fā)電機

事實是如此大容量的儲能器還不能普及，甚至到目前我國很多的風力發(fā)電機系統(tǒng)還采用傳統(tǒng)的發(fā)電裝置，究其原因是因為儲能式發(fā)電機的成本高、體積大且運行管理要求嚴格。曾有工作人員計算過，在風力發(fā)電站采用儲能式發(fā)電機，那么一個100kW·h的發(fā)電機所占用面積超過75m2，而且對地下基礎要求也高達15m，同時儲能式發(fā)電機在應用期間還需要采用一些其他的輔助設備，由此所造成的成本和面積占用更大，這也給儲能式發(fā)電機的正常應用帶來新的困擾。對于中、小型的風力發(fā)電機，實在有100kW·h以下的儲量也就夠了，由于它可以大大減緩發(fā)電的波動題目，而這樣的儲能式發(fā)電機也就20t左右，可以安裝在水平軸螺旋槳式風力機的塔架上或垂直軸風力機的機座上，取代雙饋異步發(fā)電機。由此可見，儲能式發(fā)電機要比雙饋異步發(fā)電機更適用于風電利用，是人們大力發(fā)展可再生能源形勢下出現的創(chuàng)新產物。

四、儲能式發(fā)電機前途無量

儲能式發(fā)電機是近幾年研究的一門焦點課題，也是電力事業(yè)發(fā)展不可逆的趨勢，但是由于目前國內技術的限制和設備使用條件特殊的影響，我國儲能式發(fā)電機的應用中還存在諸多問題，不僅表現出效率低、電容地、重量過大等讓面，同時還在發(fā)電成本上有著一定的限制?；诖?，在目前工作中我們必須要采取各種有關技術手段來對這些問題加以處理。就目前的工作實踐我們發(fā)現，儲能式發(fā)電機的運用范圍非常廣，它不僅在風力發(fā)電系統(tǒng)中有著獨特的地位和作用，而且因為它涉及電能儲能的特征，這也是未來電力事業(yè)發(fā)展中所必須面臨的歷史性問題。

結語

總之，我們完全可以預見，儲能式發(fā)電機有著無窮廣闊的遠景，它的問世必將成為能源事業(yè)不可或缺的新氣力，它不僅可以平緩風電波動的瓶頸，而且有可能取代風力發(fā)電上面的雙饋異步發(fā)電機類的能量輸出裝置，并且可以在電力事業(yè)大顯身手。而社會的需要又必定會促使其更深刻的發(fā)展，期盼著儲能式發(fā)電性能在我國誕生。

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