劉海鈞

[摘 要]隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對電的需求量不斷增加，傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電不論是從環(huán)境保護角度還是從發(fā)電量的角度而言都不能滿足人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)的需求。社會的發(fā)展離不開能源，我們要在積極響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上開發(fā)出更多的可再生能源，支持經(jīng)濟的發(fā)展和滿足人民日常生產(chǎn)，生活的需要。風(fēng)能，作為一種可再生，無污染的新型能源，不論是從生產(chǎn)成本還是從發(fā)電量的角度而言，都極大程度的符合現(xiàn)階段社會發(fā)展的需求，從而引起了社會的廣泛關(guān)注。

[關(guān)鍵詞]風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 發(fā)展 問題研究

中圖分類號：TM614 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0036-01

全世界范圍的石油危機使得世界各國開始意識到不可再生能源可利用率的不斷減少，開發(fā)新型可再生，可循環(huán)使用能源的必要性和迫切性。如風(fēng)能，太陽能，這一類能源不僅對環(huán)境的污染小，滿足社會可持續(xù)發(fā)展的需求，而且利用率高，其中表現(xiàn)尤為突出的就是風(fēng)能，利用風(fēng)能最直接的方法就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展在一定程度上加快了社會經(jīng)濟的發(fā)展和提高了人們環(huán)境保護的意識，因此，探討風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷程和我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)存在的問題，對促進風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用具有重要作用。

一、我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展

1986年，我國第一座風(fēng)力發(fā)電場在 山東榮成建成并投入使用，該風(fēng)力發(fā)電場總共安裝了3太55KW風(fēng)力發(fā)電機組，該風(fēng)力發(fā)電站的投入運行，標(biāo)志著風(fēng)能正式應(yīng)用于電能的生產(chǎn)，隨后，風(fēng)力發(fā)電如雨后春筍般迅速發(fā)展，其建設(shè)規(guī)模不斷擴大。1989年底。我國風(fēng)力發(fā)電機組總裝機容量不過4200KW，到1996年后，風(fēng)力發(fā)電逐漸進入擴大建設(shè)規(guī)模的階段，截至1993年底，風(fēng)力發(fā)電機組總裝機容量達到22.6萬KW。到2004年初，我國就已經(jīng)有將近14個省，自治區(qū)建立了風(fēng)力發(fā)電廠，其總的發(fā)電量占全國總發(fā)電量的12%，總裝機容量達到了550MW。

風(fēng)電規(guī)模的不斷擴大以及技術(shù)水平的不斷提高使得我國的風(fēng)力發(fā)電得到了空前的發(fā)展，其中表現(xiàn)尤為突出的就是中小型電力行業(yè)的迅猛發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2008年底，我國中小型發(fā)電機組的生產(chǎn)，研發(fā)單位達到了80家，總共可以生產(chǎn)的機型達到19種，年生產(chǎn)能力不斷提高。除此之外，大型發(fā)電機組也取得了可喜的成績，我國已經(jīng)可以生產(chǎn)和研發(fā)1.5MW的風(fēng)電機組，并且更大容量的發(fā)電機組也在不斷的研發(fā)。[1]截至2013年。我國風(fēng)電發(fā)呆呢機組總裝機容量達到了5321.4萬KW居世界前列。

二、我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)存在的主要問題

（一）風(fēng)力發(fā)電穩(wěn)定性有待提高

隨著風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致風(fēng)能大規(guī)模的被開發(fā)和利用，并網(wǎng)，風(fēng)電功率的波動性和隨機性對電能的穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響逐漸凸顯。風(fēng)電和水電，火電不同，它并不是時時刻刻都可以保持穩(wěn)定，當(dāng)風(fēng)電總量超過電網(wǎng)總量的5%時，電網(wǎng)的穩(wěn)定性就會收到干擾，極大程度的影響供電質(zhì)量。電網(wǎng)很強，而風(fēng)力發(fā)電又很容易被消納，如何解決電網(wǎng)重負超過其負重能力的問題成為了影響風(fēng)力發(fā)電長久發(fā)展的重要問題。并網(wǎng)所帶來的瓶困擾將極大程度的影響風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為有效解決這一問題，在國外主要采用分散入網(wǎng)的方式，選擇這種入網(wǎng)方式的有點在于當(dāng)風(fēng)速很快且風(fēng)向變化較多時，風(fēng)電發(fā)電機極不穩(wěn)定，不能夠滿足并網(wǎng)的條件，風(fēng)電機可以隨時脫網(wǎng)，等到風(fēng)速和風(fēng)向穩(wěn)定后，又可以隨時并網(wǎng)，減少了對電網(wǎng)的影響。而我國的風(fēng)電發(fā)電機組大多采用的都是軟并網(wǎng)方式，這種連接方式雖然在一定程度上可以降低工程造價，但是當(dāng)風(fēng)速較快，風(fēng)向轉(zhuǎn)變較快的時候，風(fēng)電的不連續(xù)性和不穩(wěn)定性，導(dǎo)致風(fēng)機出力出現(xiàn)波動影響總電網(wǎng)的穩(wěn)定性，這種技術(shù)上的缺陷在很大程度上顯示了風(fēng)能發(fā)電的進一步發(fā)展。

（二）風(fēng)力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)有待優(yōu)化

一般而言，風(fēng)力發(fā)電機組是復(fù)雜多變量非線性系統(tǒng)，這種非線性系統(tǒng)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機組具有不確定性和多干擾的特點。風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的運行效率受控制技術(shù)的影響，良好的控制技術(shù)不僅可以提高控制系統(tǒng)運行效率還可以減少系統(tǒng)運行成本，而風(fēng)電控制系統(tǒng)的基本目標(biāo)就是通過優(yōu)化功率，減緩疲勞荷載，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)動力等策略保證機組的正常運行，延長機組的壽命的同時獲得最大的能量。但是由于風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性不如水力發(fā)電和核電，增加了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制難度。一般而言，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組處于瘋狂運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，可以通過風(fēng)輪葉片的自動卸載，使葉片和風(fēng)向平行，減少葉片和風(fēng)力的抗力，抵御風(fēng)的破環(huán)作用。但是，由于風(fēng)輪自動卸載技術(shù)的不成熟和其他因素的影響導(dǎo)致在我國，風(fēng)電機在臺風(fēng)中受損的情況時有發(fā)生，說明我國風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的可靠性還有待提高，風(fēng)電機控制系統(tǒng)的缺陷將在很大程度上影響風(fēng)能發(fā)電的長久發(fā)展。

三、解決措施

綜上所述，我國風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)存在的問題，主要是由風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不成熟造成的，因此，為有效的從根源上解決這些問題，關(guān)鍵在于技術(shù)的不斷改進，其中用的最多的就是功率調(diào)節(jié)，功率調(diào)節(jié)又可以分為以下幾種：

（一） 定槳距失速調(diào)節(jié)

定槳距是指風(fēng)輪的槳葉和輪毅剛性連接。當(dāng)氣流流經(jīng)上下翼面形狀不同的葉片是，因突面的彎曲使得氣流加速，壓力較低，凹面平緩使氣流的流速減緩，壓力較高，因而產(chǎn)生升力，定槳距失速控制沒有功率反饋系統(tǒng)和變槳距執(zhí)行機構(gòu)，因而整體結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，造價低，并且具有較高的安全系數(shù)。

（二）變槳距調(diào)節(jié)

變槳距型風(fēng)力發(fā)電機使風(fēng)輪葉片的安裝角度隨風(fēng)速變化，變槳距機組可對轉(zhuǎn)速進行控制，并網(wǎng)后可對功率進行控制，使風(fēng)力機的氣動性能和功率輸出性能得到顯著的改善。這種方法可以減少材料的使用率，降低機組的重量。

（三）主動失速

這種體哦啊姐方式是前兩種調(diào)節(jié)方式的組合體，不需要靈敏的調(diào)節(jié)速度，執(zhí)行機構(gòu)的功率相對較小。

結(jié)論

風(fēng)能發(fā)電技術(shù)在將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的過程中沒有產(chǎn)生任何污染的關(guān)鍵在于該過程只是降低了氣流的流速。因此，風(fēng)能發(fā)電對保護環(huán)境，維持生態(tài)平衡，改善能源結(jié)構(gòu)和響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)設(shè)計到眾多學(xué)科知識，如自動控制，力學(xué)，機械傳動，空氣動力學(xué)等，是一門復(fù)雜的綜合學(xué)科，要想完全了解該技術(shù)，還需要不斷的研究，不斷的探索。本文在探討風(fēng)能發(fā)電技術(shù)在我國發(fā)展的基礎(chǔ)之上，探究我國風(fēng)能發(fā)電技術(shù)存在的問題，并提出相關(guān)的解決措施，希望對促進風(fēng)能發(fā)電技術(shù)在我國的長久發(fā)展有一定的積極作用。

參考文獻

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