郭東 范軍暉

摘要：新型風(fēng)電光伏是一種新型的現(xiàn)代電能生產(chǎn)方式，其發(fā)展優(yōu)勢(shì)十分明顯?；诖?，本文主要從新一代能源新型風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用原理以及分析問(wèn)題入手，探討新一代能源新型風(fēng)力發(fā)電的一些相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，有助于有效推動(dòng)我國(guó)新型風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源;風(fēng)力發(fā)電;技術(shù)

一、新能源風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)原理分析

1.風(fēng)輪裝置

風(fēng)輪驅(qū)動(dòng)裝置主要是將驅(qū)動(dòng)風(fēng)能轉(zhuǎn)化為具有機(jī)械驅(qū)能的驅(qū)動(dòng)裝置，風(fēng)能可以帶動(dòng)一個(gè)螺旋槳狀風(fēng)輪葉片高速旋轉(zhuǎn)，葉片高速旋轉(zhuǎn)時(shí)可產(chǎn)生大量機(jī)械驅(qū)動(dòng)能。

2.發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)是一種將小型風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動(dòng)機(jī)組風(fēng)力傳遞的恒定風(fēng)力機(jī)械傳動(dòng)能量的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣娔艿尿?qū)動(dòng)裝置。小型風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)和風(fēng)力變流器兩部組成，發(fā)電系統(tǒng)效率高。對(duì)于小型風(fēng)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它不僅僅是包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)頭，還包括發(fā)電轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片等主要部件，所有部件都必須調(diào)整以確保風(fēng)電效率。其中，機(jī)頭將驅(qū)動(dòng)葉片在最大風(fēng)力推動(dòng)作用下旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的內(nèi)部機(jī)械作動(dòng)能通過(guò)轉(zhuǎn)化后成為最大電能，機(jī)尾通常用于自動(dòng)引導(dǎo)電機(jī)風(fēng)向，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以獲得最大的排風(fēng)量，而旋翼機(jī)則是一種使車頭機(jī)尾高速轉(zhuǎn)動(dòng)的控制裝置，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)向和控制旋轉(zhuǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)子通?？梢允褂糜来呕騽?lì)磁式的磁體;電機(jī)定子驅(qū)動(dòng)繞組通常用于自動(dòng)切斷一條可將內(nèi)部機(jī)械作動(dòng)能通過(guò)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為最大電能的產(chǎn)生磁力的導(dǎo)線。

二、新能源風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)

1.風(fēng)功率預(yù)測(cè)技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)預(yù)測(cè)應(yīng)用技術(shù)是目前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電中比較重要的一種預(yù)測(cè)應(yīng)用技術(shù)，由于不同技術(shù)預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)風(fēng)的生命周期和預(yù)測(cè)模型的不同，預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)風(fēng)的技術(shù)方法也不同。

（l）按短期風(fēng)電自動(dòng)預(yù)測(cè)調(diào)度期限長(zhǎng)短來(lái)進(jìn)行細(xì)分。根據(jù)短期風(fēng)能自動(dòng)預(yù)測(cè)機(jī)組發(fā)電調(diào)度周期的不同時(shí)間長(zhǎng)短，風(fēng)能預(yù)測(cè)發(fā)電周期預(yù)測(cè)調(diào)度方法大致可以分別細(xì)分為超短期、短期和中長(zhǎng)期三種風(fēng)電預(yù)測(cè)調(diào)度方法。短期大型風(fēng)電機(jī)組實(shí)時(shí)自動(dòng)預(yù)測(cè)調(diào)度，短期大型風(fēng)電自動(dòng)預(yù)測(cè)調(diào)度方法目前可廣泛地應(yīng)用于短期風(fēng)電開(kāi)發(fā)機(jī)組臨時(shí)風(fēng)電組裝和長(zhǎng)期風(fēng)電備用大型風(fēng)電長(zhǎng)期部署，可應(yīng)用于各個(gè)方面，中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)可應(yīng)用于維護(hù)和風(fēng)資源評(píng)估。

（2）根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)模型進(jìn)行分類。①物理模擬法。該預(yù)測(cè)方法主要根據(jù)電場(chǎng)氣象預(yù)測(cè)結(jié)果通過(guò)模擬一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)及其周邊的各種天氣狀況，根據(jù)電場(chǎng)風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、空氣密度等各種相關(guān)聯(lián)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)信息等來(lái)構(gòu)建一個(gè)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)模型，并通過(guò)制作一套功率分布曲線和預(yù)測(cè)單位來(lái)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的功率曲線預(yù)測(cè)。由于風(fēng)速變化沒(méi)有規(guī)律可循，預(yù)測(cè)往往會(huì)有一定的誤差。②數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)法。該分析方法通過(guò)利用一些數(shù)學(xué)分析工具可以找出目前現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與目前待進(jìn)行預(yù)測(cè)分析數(shù)據(jù)之間的測(cè)量函數(shù)序列關(guān)系，可以被視為一個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的新過(guò)程，在數(shù)據(jù)挖掘中可以發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律，得到正確預(yù)測(cè)分析結(jié)果。在正確應(yīng)用這些統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行預(yù)測(cè)我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)功率時(shí)，需要這些統(tǒng)計(jì)算法的技術(shù)支持，常用的方法有兩種：統(tǒng)計(jì)時(shí)間測(cè)量序列分析算法和統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

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

風(fēng)電機(jī)的功率輸出水平在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中很重要，因而輸出功率調(diào)控是不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一。風(fēng)電機(jī)應(yīng)該捕捉風(fēng)能而是將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來(lái)發(fā)電，但是因?yàn)榻M成風(fēng)電機(jī)的部件的機(jī)械設(shè)備硬度及能力，有必要降低對(duì)于地?zé)崮艿牟蹲?，以保持風(fēng)電機(jī)的輸入趨近其整定值，以便安全運(yùn)行。以下控制技術(shù)通常用于調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)的輸出。

（1） 恒定螺距失速控制技術(shù)。此種控制形式的原理是，電機(jī)式風(fēng)能電動(dòng)機(jī)的葉片與輪轂剛性銜接，其特性是框架結(jié)構(gòu)單純，使用性能穩(wěn)定，但是惟一的優(yōu)點(diǎn)是不能依據(jù)氣溫的變動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整葉片頂面的視角。恒定螺距失速控制技術(shù)利用植株的水動(dòng)力學(xué)特征來(lái)改變渦輪機(jī)的功率，以應(yīng)對(duì)外部風(fēng)速的變化。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在名義風(fēng)速下很難實(shí)現(xiàn)風(fēng)能利用效率的最大化，而在低于名義風(fēng)速的情況下，風(fēng)能利用的效率會(huì)降低。

（2） 變槳控制技術(shù)。所謂變槳距，基本上是指變槳角的調(diào)整;通過(guò)改變變槳角的大小，達(dá)到調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率的目標(biāo)。倘若因?yàn)橥獠恳氐挠绊?，功率高達(dá)了額定功率，勵(lì)磁便能依據(jù)功率的變動(dòng)調(diào)整電機(jī)角的大小，進(jìn)而促使壓縮機(jī)的功率保持在額定功率。這時(shí)候，控制系統(tǒng)參加控制，進(jìn)而形成閉環(huán)控制。俯仰控制應(yīng)是一種主動(dòng)控制技術(shù)，可用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，以克服俯仰的被動(dòng)失速調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)。變槳控制還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是當(dāng)風(fēng)機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，在大的正變槳角下產(chǎn)生一個(gè)大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并在停止時(shí)將變槳角保持在90°，從而使風(fēng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度降到最低。

3.風(fēng)電無(wú)功電壓自動(dòng)控制技術(shù)

變電站可以集成應(yīng)用到電站模塊化風(fēng)電監(jiān)控管理系統(tǒng)中，也或者可以直接采用外部監(jiān)控方式獨(dú)立實(shí)施運(yùn)行，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)設(shè)施9路交流供電無(wú)功電壓穩(wěn)定運(yùn)行控制狀態(tài)的重要作用，通過(guò)自動(dòng)通訊控制線路自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)電設(shè)備的無(wú)損有功交流電壓，并將自動(dòng)控制指令發(fā)送到電站相應(yīng)的風(fēng)電監(jiān)控管理系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)主要有兩種自動(dòng)控制工作方式。一種方法是系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制，另一種方式是本地自動(dòng)控制。在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模式下，變電站自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤一個(gè)無(wú)損有功交流電壓調(diào)節(jié)控制目標(biāo)，在本地自動(dòng)控制系統(tǒng)模式下，可以根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的多路并聯(lián)式網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功電壓調(diào)節(jié)目標(biāo)控制曲線對(duì)現(xiàn)有變電站系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。系統(tǒng)可以通過(guò)手動(dòng)同時(shí)設(shè)置現(xiàn)有變電站的穩(wěn)定運(yùn)行和自動(dòng)控制能力狀態(tài)，同時(shí)它也可以通過(guò)手動(dòng)設(shè)置鎖定或同時(shí)解鎖現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)的各種自動(dòng)控制能力設(shè)備，設(shè)備的自動(dòng)切換由監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。當(dāng)風(fēng)力電網(wǎng)設(shè)備處于穩(wěn)定自動(dòng)運(yùn)行控制狀態(tài)時(shí)，變電站系統(tǒng)可以通過(guò)充分利用現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī)組的無(wú)損有功電壓調(diào)節(jié)控制能力部件來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)其無(wú)功電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)控制目標(biāo)。利用功率電壓補(bǔ)償器可以完成無(wú)功功率值的補(bǔ)償。此外，變電站可以與風(fēng)力發(fā)電機(jī)協(xié)調(diào)無(wú)功補(bǔ)償狀態(tài)，有效避免了無(wú)功功率的不合理流動(dòng)。

結(jié)束語(yǔ)

總之，風(fēng)力發(fā)電是電力領(lǐng)域新能源領(lǐng)域風(fēng)能的典型應(yīng)用領(lǐng)域。這進(jìn)一步提高了我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的利用效率。這對(duì)于加快推動(dòng)我國(guó)時(shí)代風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展升級(jí)具有重要的歷史現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鵬.針對(duì)新時(shí)期新能源風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)討論分析[J].百科論壇電子雜志，2019，（13）：389.

[2]楊鵬飛.針對(duì)新時(shí)期新能源風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)討論分析[J].商品與質(zhì)量，2020，（15）：10.

[3]張?zhí)K江.針對(duì)新時(shí)期新能源風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)討論分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（20）：4053.

[4]趙泓明.針對(duì)新時(shí)期新能源風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)討論分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018，（1）：67，75.