商云峰

摘要：為進(jìn)一步響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，提倡低碳生活，大力發(fā)展風(fēng)電資源是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展道路上的重點(diǎn)之一，眾所周知，煤炭資源屬于不可再生資源，生成周期非常長(zhǎng)，甚至需要上千年的生成周期。因此，風(fēng)電新能源的開發(fā)與利用成為我國(guó)資源可持續(xù)發(fā)展的重要選擇之一。風(fēng)能是一種潔凈能源，可以說(shuō)是取之不竭、用之不盡，我國(guó)沿海地區(qū)、草原地區(qū)、山區(qū)以及高原地區(qū)等嚴(yán)重缺乏煤炭資源和水資源，但是這些地區(qū)的風(fēng)能資源豐富，依據(jù)不同地區(qū)的優(yōu)勢(shì)資源來(lái)帶動(dòng)當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展，已經(jīng)成為是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分之一。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電新能源：發(fā)展：并網(wǎng)技術(shù)

1風(fēng)電新能源發(fā)展現(xiàn)狀

一般來(lái)說(shuō)，我國(guó)的發(fā)展與國(guó)外比較，便于差距分析。出臺(tái)了許多好政策，因?yàn)楦鲊?guó)越來(lái)越重視能源問(wèn)題。通過(guò)這種方法，我們可以支持和推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)際上可以看到真正的新能源技術(shù)飛速發(fā)展。對(duì)新?能源發(fā)展現(xiàn)狀的分析往往側(cè)重于現(xiàn)有成果，往往忽視了對(duì)技術(shù)未來(lái)的判斷。?這將給新能源的開發(fā)造成不必要的負(fù)擔(dān)。例如，自?2005～2008?年以來(lái)，風(fēng)力發(fā)電取得了重大進(jìn)展，為解決我國(guó)能源和環(huán)境問(wèn)題創(chuàng)造了條件。同樣值得注意的是，我國(guó)的風(fēng)力技術(shù)仍然存在相當(dāng)大的缺陷，如?b.?面向進(jìn)口的平行風(fēng)力模型。這意味著風(fēng)能在整個(gè)電網(wǎng)中所占份額相對(duì)較小，許多部件依?賴進(jìn)口，沒(méi)有嚴(yán)格的風(fēng)力和電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確保風(fēng)能和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。我國(guó)?未來(lái)風(fēng)力技術(shù)的發(fā)展具有重要意義，必須在先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新。

2風(fēng)電新能源的發(fā)展

2.1風(fēng)電場(chǎng)位置偏遠(yuǎn)、穩(wěn)定性差

由于風(fēng)資源分布地具有距離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱的特點(diǎn)，導(dǎo)致電網(wǎng)輸電能力受到限制，不利于進(jìn)行風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)。風(fēng)能是不穩(wěn)定能源，風(fēng)向與風(fēng)速具有動(dòng)態(tài)變化性質(zhì)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)較難實(shí)現(xiàn)被控制與調(diào)節(jié)，?導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)發(fā)出的電能不夠穩(wěn)定，存在動(dòng)態(tài)變化與波動(dòng)的問(wèn)題。

2.2風(fēng)能能量?jī)?chǔ)存容量不足、密度小

由于風(fēng)能的蓄電成本高，相比發(fā)電不具經(jīng)濟(jì)性，導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)蓄電能?力不足。風(fēng)能的儲(chǔ)存容量是由輸出電量來(lái)調(diào)節(jié)的，輸出電量不足，導(dǎo)致儲(chǔ)?存容量較小，造成蓄電能力較弱的問(wèn)題。在發(fā)電容量相同的情況下，風(fēng)力?發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪比水輪機(jī)大出許多，造成風(fēng)能能量密度小的問(wèn)題。

2.3風(fēng)輪機(jī)效率低下

基于風(fēng)輪機(jī)體積較大，輸出電較少，蓄電容量小的特點(diǎn)，導(dǎo)致風(fēng)輪機(jī)工作效率低下。其中，垂直軸風(fēng)輪機(jī)的最大工作效率在?35%?左右，而水平軸風(fēng)輪機(jī)的工作效率不具穩(wěn)定性，在?20%～50%?之間。

2.4電網(wǎng)無(wú)法調(diào)度

基于風(fēng)能不穩(wěn)定特質(zhì)，因此不能依據(jù)負(fù)荷調(diào)度風(fēng)力發(fā)電，給電網(wǎng)調(diào)度帶來(lái)難度。此外，風(fēng)電機(jī)組沒(méi)有工作人員值班看守，人工調(diào)度的可能性太小。?如果擴(kuò)大人力隊(duì)伍，易造成人力資源成本問(wèn)題。

3解決我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)難題的有效途徑

3.1優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目發(fā)展

隨著可持續(xù)發(fā)展理念深人推進(jìn)，風(fēng)電工程作為可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，?加大對(duì)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的實(shí)踐研究與創(chuàng)新發(fā)展意義重大。在風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)與使用中，應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)其潛在的問(wèn)題，多角度分析問(wèn)題的原因，以推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目健康發(fā)展。要加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與?記錄分析設(shè)計(jì)偏差問(wèn)題，綜合各種影響要素及時(shí)調(diào)整施工，以減少工程變更，促使風(fēng)電工程建設(shè)順利展開。

3.2形成獨(dú)特布局結(jié)構(gòu)

為提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，在電網(wǎng)建設(shè)中主要采取閉環(huán)結(jié)構(gòu)與開環(huán)運(yùn)行的?方式。應(yīng)用環(huán)形狀的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，在出現(xiàn)故障后會(huì)向輻射狀轉(zhuǎn)變，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)線路故障問(wèn)題后，應(yīng)及時(shí)通過(guò)開關(guān)選擇其它線路供電，確保電路穩(wěn)定運(yùn)行。該種手段同樣適用于風(fēng)力發(fā)電中，促使風(fēng)力發(fā)電人網(wǎng)建設(shè)高效展開。?與此同時(shí)，需根據(jù)實(shí)際情況完善規(guī)劃，逐步形成科學(xué)的獨(dú)特的布局結(jié)構(gòu)，?以實(shí)現(xiàn)效益最大化。

3.3科學(xué)預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電量

科學(xué)預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電量是控制風(fēng)電的隨機(jī)性與實(shí)現(xiàn)風(fēng)電向常規(guī)可調(diào)度電源轉(zhuǎn)變的重要前提。通過(guò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電功率預(yù)測(cè)方面的深人研究，發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)風(fēng)電機(jī)組輪轂高度位置的氣象信息，主要通過(guò)結(jié)合各數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型的途徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率的短期精確預(yù)測(cè)。在實(shí)踐中通過(guò)?NwP?預(yù)測(cè)氣溫與

風(fēng)速、風(fēng)向等相關(guān)信息，圍繞風(fēng)機(jī)周圍的物理信息，計(jì)算出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組?轂高度的風(fēng)向與風(fēng)速。圍繞風(fēng)機(jī)的功率曲線，得出最后的輸出功率，可避?免惡劣氣候?qū)︻A(yù)測(cè)數(shù)據(jù)精確度的影響。

3.4合理降低電網(wǎng)壓力

電網(wǎng)損耗主要包括無(wú)功損耗與有功損耗兩種，可通過(guò)計(jì)算功率的途徑，?實(shí)現(xiàn)對(duì)功率損耗的深人研究，并通過(guò)降耗的方式減少用電負(fù)荷，最大程度發(fā)揮實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的性能;同時(shí)，延長(zhǎng)用電設(shè)備的使用壽命。電路的設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜繁瑣，需根據(jù)有功功率的計(jì)算結(jié)果等實(shí)際情況，合理選擇導(dǎo)線的路徑，以切實(shí)達(dá)到降低電路中電阻功率損耗的目的;合理選擇變壓器以達(dá)到減少無(wú)功功率損耗的目的。為加強(qiáng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)尼槍?duì)性，需在電網(wǎng)的建設(shè)中，加大電網(wǎng)資源的優(yōu)化與整合力度，合理運(yùn)用同步調(diào)相機(jī)與靜止無(wú)功補(bǔ)償器等?方法，進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償。根據(jù)電網(wǎng)特征合理選擇設(shè)備，以有效降低電網(wǎng)運(yùn)行的負(fù)荷，以加速風(fēng)電新能源的現(xiàn)代化發(fā)展步伐，不斷提高經(jīng)濟(jì)效益。

4?風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)

4.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展動(dòng)向

開發(fā)單機(jī)容量大的風(fēng)電機(jī)組，如?Mw?級(jí)大型風(fēng)電機(jī)組設(shè)備，可有效降低風(fēng)力發(fā)電成本。解決偏遠(yuǎn)分散地區(qū)就地供電的問(wèn)題，可使用開發(fā)分散式小型與微型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，更利于資本節(jié)約與資源高效利用。

4.2新技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

隨著各區(qū)域海上風(fēng)電建設(shè)進(jìn)程的加速、風(fēng)電裝機(jī)容量逐步增大，對(duì)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的精度提出了更高要求，因此需引人更多的改進(jìn)方法，以滿足?其功率預(yù)測(cè)的精度要求。首先，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與遙感技術(shù)等，可進(jìn)一步?提高對(duì)數(shù)字天氣預(yù)報(bào)模型的分辨率與天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度及天氣預(yù)報(bào)的更新頻率，間接帶動(dòng)風(fēng)電預(yù)測(cè)模型輸人數(shù)據(jù)等性能的優(yōu)化。其次，采取結(jié)合多?個(gè)數(shù)字天氣預(yù)報(bào)模型的方式，能夠規(guī)避惡劣氣候條件的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象?信息的高效預(yù)報(bào)，從而確保預(yù)測(cè)精度。同時(shí)，可利用混沌理論與小波分析?等智能方式建立預(yù)測(cè)模型，通過(guò)線性與非線性方式，進(jìn)一步強(qiáng)化預(yù)測(cè)方式?的完善，提高預(yù)測(cè)結(jié)果精確度，切實(shí)降低預(yù)測(cè)誤差。尤其是非線性方式與?人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，更利于發(fā)揮各預(yù)測(cè)性能的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)各模型的?優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與各模型信息的優(yōu)化，進(jìn)一步強(qiáng)化模型的可靠性與預(yù)測(cè)精度。最后通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量的氣象數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步減少風(fēng)電功率短期預(yù)測(cè)的誤差。

4.3并網(wǎng)技術(shù)和最大風(fēng)能捕獲技術(shù)的研究

在研究風(fēng)電新能源的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)并網(wǎng)技術(shù)和最大風(fēng)能捕獲技術(shù)進(jìn)行?深人的研究，在研究中發(fā)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)受風(fēng)力和風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的影響很大，經(jīng)常出現(xiàn)力道不平衡的現(xiàn)象，其對(duì)電網(wǎng)的使用造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此，?為了進(jìn)一步提高風(fēng)電系統(tǒng)的性能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和提高處理?故障的能力，需要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的發(fā)展方向進(jìn)行跟蹤。同時(shí)對(duì)風(fēng)能的密度?進(jìn)行了比較，思考如何捕捉更多的風(fēng)能，這也是未來(lái)風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)的重要研究方向之一。目前，獲取風(fēng)能的最佳方式是調(diào)整葉片直徑和發(fā)電機(jī)組自?身的功率和轉(zhuǎn)速。風(fēng)電系統(tǒng)的集成技術(shù)和風(fēng)能的最大捕獲量，是今后風(fēng)電?新能源發(fā)展的重要任務(wù)之一。

結(jié)束語(yǔ)：風(fēng)電新能源屬于現(xiàn)階段應(yīng)用十分廣泛的能源之一，得到了社?會(huì)各界的廣泛關(guān)注。但在風(fēng)電發(fā)電過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題，嚴(yán)重制約風(fēng)電新能源的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)影響輸電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。因此，需對(duì)其?存在的問(wèn)題進(jìn)行深人分析，優(yōu)化風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)，促進(jìn)風(fēng)電新能源的發(fā)展。

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