王偉松

摘要：在時(shí)代飛速發(fā)展的背景下，我國各個(gè)領(lǐng)域在迎來更高發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也迎來更多挑戰(zhàn)。而隨著近年來能源消耗量的不斷增加以及社會(huì)各界對環(huán)保問題重視程度的提高，如何提高太陽能、風(fēng)能等新型環(huán)保型能源的利用率，減少煤炭、石油等化石能源的使用，成為當(dāng)前的熱門話題。風(fēng)能作為一種可再生清潔能源，儲(chǔ)量巨大且在我國分布廣泛，通過風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，能夠在一定程度上緩解我國當(dāng)前電力資源緊張、能源匱乏以及環(huán)境問題突出的問題。因此，加強(qiáng)新時(shí)期新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用水平，具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：新能源;風(fēng)力發(fā)電;相關(guān)技術(shù)

引言

隨著當(dāng)今社會(huì)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中的用電需求也呈現(xiàn)出了不斷上升的趨勢。在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展中，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在該技術(shù)的具體應(yīng)用中，主要的設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、風(fēng)輪等，而要想實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的良好控制，就需要對這些系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用做好控制，以此來達(dá)到理想的風(fēng)力發(fā)電效果，滿足實(shí)際需求

1我國新能源風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

在當(dāng)前階段，風(fēng)能等一系列新型能源的開發(fā)，不僅滿足了市場的需求，同時(shí)也符合國家的相關(guān)政策，并且也與我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相吻合。在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，必須保證其生產(chǎn)的技術(shù)水平能夠切實(shí)提高，這樣才能夠促進(jìn)風(fēng)能等新型能源在應(yīng)用的過程中，可以更快、更好地滿足國家的全面發(fā)展需要。我國政府對于風(fēng)能的開發(fā)十分重視，也在進(jìn)行規(guī)劃的過程中，不斷加大了對風(fēng)能開發(fā)的資金投入力度，也在政策上作了相應(yīng)的調(diào)整，在政府的幫扶下，我國的風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展十分迅速，從而保證了我國的電能生產(chǎn)水平也在不斷的提高。隨著我國科研力量的不斷提升，在攻克風(fēng)能發(fā)電當(dāng)中的一些問題上也取得了十分優(yōu)異的成績，值得欣喜的是，中國自主研發(fā)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備已經(jīng)有了廣闊的國際市場，且隨著國內(nèi)生產(chǎn)總值的提升，也帶動(dòng)了我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的高速發(fā)展，進(jìn)而保證了我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的生產(chǎn)規(guī)模和運(yùn)營效果都能夠得以提升。

2風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)分析

2.1無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)

無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用主要包括無功電壓自動(dòng)控制子系統(tǒng)與附屬監(jiān)控系統(tǒng)。自動(dòng)控制子系統(tǒng)可以作為一個(gè)單獨(dú)的功能單元獨(dú)立運(yùn)行，也可以集成在監(jiān)控系統(tǒng)中，它的主要作用是監(jiān)測風(fēng)電場內(nèi)的無功電壓情況，并通過通信系統(tǒng)傳遞相關(guān)無功電壓的調(diào)節(jié)指令。子系統(tǒng)的運(yùn)行與狀態(tài)控制可通過人工設(shè)置來完成，風(fēng)電場內(nèi)的相關(guān)控制設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)人工的解鎖與閉鎖，系統(tǒng)通過自動(dòng)控制完成設(shè)備投退。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，子系統(tǒng)能夠體現(xiàn)出較好的無功調(diào)節(jié)能力，達(dá)到維持電壓穩(wěn)定的效果;如果機(jī)組無法有效完成無功功率的調(diào)節(jié)，可由動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行無功補(bǔ)償。此外，子站還能完成風(fēng)電機(jī)組以及無功補(bǔ)償狀態(tài)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而保證無功功率得到充分的補(bǔ)償。

2.2電子電力變換器控制技術(shù)

電子電力變換器在當(dāng)今的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的適用面非常廣泛，尤其是在大型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，電子電力變換器更是得到了廣泛應(yīng)用。通過電子電力變換器進(jìn)行風(fēng)能的轉(zhuǎn)換過程中，其能量轉(zhuǎn)換率非常高，且完成轉(zhuǎn)換后，能量傳輸效率也非常高。通過電子電力轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，可使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的無功功率得到有效補(bǔ)償，在提升系統(tǒng)運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其功率范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。且該設(shè)備的購買和應(yīng)用都不需要太高的成本，具有非常合理的經(jīng)濟(jì)性。具體應(yīng)用中，應(yīng)通過矢量控制的方式對有功功率和無功功率進(jìn)行解耦處理，讓無功功率有效滿足系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行需求。另外，通過全功率SPWM矢量控制變流器的合理應(yīng)用，也可以讓風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的無功輸出量達(dá)到最大，通過合理設(shè)置直流環(huán)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中有功功率以及無功功率的有效調(diào)節(jié)。

2.3風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)

風(fēng)功率預(yù)測是風(fēng)力發(fā)電中一項(xiàng)較為重要的技術(shù)，由于預(yù)測周期和預(yù)測模型的不同，預(yù)測方法也有所區(qū)別。（1）按預(yù)測周期分類。由表1可知，按照預(yù)測周期的長短不同，可將風(fēng)電功率預(yù)測分為以下幾種方法：超短期、短期和中長期，其中，超短期可在風(fēng)電的實(shí)時(shí)調(diào)度環(huán)節(jié)進(jìn)行運(yùn)用;短期預(yù)測可在機(jī)組組合以及備用安排方面進(jìn)行應(yīng)用;中長期預(yù)測可在檢修及風(fēng)資源評測中應(yīng)用。（2）按預(yù)測模型分類。按照預(yù)測模型的不同，可將風(fēng)電功率預(yù)測技術(shù)分為物理法、統(tǒng)計(jì)法以及組合模型三種。①物理法。該方法主要是依據(jù)氣象結(jié)果，對風(fēng)電場周圍的天氣情況進(jìn)行模擬，根據(jù)預(yù)測到的相關(guān)信息，具體包括風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、空氣密度等，構(gòu)建預(yù)測模型，結(jié)合機(jī)組的功率曲線，對風(fēng)電功率進(jìn)行預(yù)測。由于風(fēng)速的變化無任何規(guī)律可循，所以預(yù)測結(jié)果常常會(huì)存在一定的誤差。②統(tǒng)計(jì)法。該方法是依托數(shù)學(xué)工具，找出現(xiàn)有與將要預(yù)測數(shù)據(jù)之間的函數(shù)關(guān)系，可將之視作為數(shù)據(jù)挖掘過程，從挖掘中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，獲得預(yù)測結(jié)果。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)法對風(fēng)電功率進(jìn)行預(yù)測時(shí)，需要以相應(yīng)的算法作為支撐，常用的有兩種，一種是時(shí)間序列算法，另一種是機(jī)械學(xué)習(xí)算法。③組合模型。由于各種預(yù)測方法都存在優(yōu)點(diǎn)和不足，為獲得更加準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果，可將不同的方法結(jié)合到一起應(yīng)用，據(jù)此構(gòu)建組合模型，通過取長補(bǔ)短的方式，提高預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低壓飛行技術(shù)

低壓輸電（LVT）無疑是風(fēng)電技術(shù)中的一項(xiàng)重要技術(shù)。當(dāng)風(fēng)電機(jī)組的輸出電壓除LVT外均降低時(shí)，風(fēng)區(qū)的風(fēng)電機(jī)組會(huì)出現(xiàn)雪崩，最終導(dǎo)致整個(gè)正風(fēng)區(qū)癱瘓，危害電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此，現(xiàn)在必須對風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行低電壓設(shè)計(jì)，以減輕低電壓對風(fēng)電場安全運(yùn)行的威脅。為了保證低壓風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的生存能力，在設(shè)計(jì)電壓的基礎(chǔ)上，使風(fēng)機(jī)在受到?jīng)_擊、SVG等壓力的地區(qū)的輸出電壓能迅速恢復(fù)到正常水平，從而保證低壓風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的生存能力。

3風(fēng)力發(fā)電問題的解決措施

對于中國風(fēng)電技術(shù)面臨的一些問題，必須采取適當(dāng)措施，提高中國風(fēng)電技術(shù)水平。（1）大力研究、開發(fā)和管理，促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，不能過于依賴產(chǎn)品和技術(shù)的引進(jìn)，人才建設(shè)機(jī)制的開發(fā)和風(fēng)能的積極發(fā)展。（2）我國風(fēng)電資源配置不平衡，必須進(jìn)一步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)風(fēng)電資源的共享。同時(shí)，還要進(jìn)一步推廣風(fēng)能的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)效果，使更多人能夠接受新的風(fēng)能。（3）針對風(fēng)力發(fā)電市場化普及率低的現(xiàn)狀，國家應(yīng)制定相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展措施。規(guī)范風(fēng)電行業(yè)市場營銷，加強(qiáng)科學(xué)企業(yè)管理，制定健全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)風(fēng)電市場健康有序發(fā)展。（4）安全是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)最重要的方面，是保障居民自身安全的重要因素。因此，需要加強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的安全管理，消除潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。加強(qiáng)對人力資源匱乏的偏僻地區(qū)的監(jiān)測，特別注意風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的各種運(yùn)行指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)異常后必須盡快處理。（5）運(yùn)檢合一模式指的是風(fēng)電場的運(yùn)行及檢修等系列工作都由廠長領(lǐng)導(dǎo)下運(yùn)檢人員一起共同負(fù)責(zé)，他們間沒有明確分工。這就要求現(xiàn)成的運(yùn)檢人員都要具備較高的綜合能力，包括倒閘操作、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及告警信息監(jiān)視、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析、設(shè)備巡檢、風(fēng)機(jī)定檢與維護(hù)、設(shè)備異常狀況分析及處理、變電設(shè)備簡單維修等。這種運(yùn)維模式不僅管理結(jié)構(gòu)較為簡單，還能讓員工在高標(biāo)準(zhǔn)下更快地提高技能。

結(jié)語

雖然在當(dāng)前階段針對風(fēng)能自然資源的開發(fā)還存在著一定的缺陷，且風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也存在著不足之處，但是我國在整體技術(shù)提升的同時(shí)，針對風(fēng)能資源的應(yīng)用已經(jīng)投入了較多的精力，因此在后續(xù)發(fā)展的過程中，勢必也能夠保證風(fēng)力發(fā)電技術(shù)可以獲得全面的提升。

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