風力發電的發展現狀與關鍵技術研究綜述

摘要：文章主要論述了國內外風電最新的發展現狀和風力發電的關鍵技術最新研究進展，并對風電技術中的功率控制技術和風電功率預測做了重點論述。另外，在其中簡要介紹了全球風電的發展概況、中國風能資源分布情況等相關內容。文章有助于對風電發展全面了解和深入掌握。

關鍵詞：風力發電；風電技術；功率控制；風電功率預測

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）33-0012-03

隨著世界經濟的不斷發展和科學技術水平的不斷提高，人類的生活水平也隨之提高。經濟發展、科學進步、人們生活水平的提高，都需要能源的大力支持，這也導致全球能源消耗的快速增長。根據相關數據顯示，到2020年全球的能源消耗將再增長50%～100%。由此可以看出，能源的消耗造成的氣體對地球的溫室效應的影響也在不斷擴大，為人類帶來嚴重后果。

針對這一現象，人們也陷入了深思：如何才能建立一個可持續發展的社會環境？因此，節約能源也成為了各國關注的話題。人們逐步將眼光轉向了清潔發電的方法。

在清潔發電的方法中，風力發電無論從技術層面，還是實際操作方面，都是最成熟的發電方法之一。相對于消耗煤炭和石油的老舊方式，風力發電既不消耗任何能源，又能減排二氧化碳等污染物，凈化空氣。同時，風力發電在新能源領域中，不僅可以調整電力工業結構，也是極具商業開發規模的發電方式。因此，許多國家已將風電發展作為國家可持續發展的重頭戲。

1 風電發展歷史與現狀

第一臺風力發電機的雛形形成于丹麥，雖然是電力方面的重大發展，但因技術的不完善、經濟支持跟不上等等原因，風力發電并未成為世界發電方式中的主力軍。

1973年的石油危機，讓美國和西歐發達國家開始思考如何利用能源以及如何尋找消耗少、有利于環境的清潔型能源?，F如今，可再生能源成為了世界能源中的主流，而風能則是可再生能源中的一匹黑馬，以它突出的優點保持著不斷增長的趨勢。

2 我國風電發展情形

3 風電技術最新研究進展

目前的風電技術發展趨勢是提高風電出力和加強電力電子裝置的控制。我對風電技術最新進展總結如下：

3.1 風電并網方面

由于風電機組容量的提高和風電場的集中接入，大規模風電并網的研究得到了學者的普遍重視。研究大規模風電接入對電網的影響主要的研究點有四個，分別為對調風調頻的影響、對無功功率和電壓水平的影響、對穩定性的影響、對電能質量的影響。通過分析總結這些影響，提出減小風電影響和提高風電控制的措施。

3.2 風電場功率預測方面

采取混合方法，取長補短，對風電場功率進行預測，比如小波變換和神將網絡的短期風電功率預測、基于蟻群和粒子群算法的風電功率預測策略、基于相空間重構的神經網絡短期風電預測等。

4 風電功率控制技術

是否能最大程度地將風能轉換為電能是我們需要重點研究的問題，也就是系統是否能實現對風力發電機組的最大功率點進行跟蹤控制，因此，風力發電機組的功率控制策略的研究直接影響到發電系統的效率。

4.1 常規的功率控制方法

從風力發電機組的工作狀態看，可以分為兩種：離網運行和并網運行。采取離網運行的發電機組只要做到控制系統對最大功率的跟蹤，實現風機卸荷保護，并有效地控制剎車，達到發電機組的功率恒定，即可較好地運行風力發電機組。而對于并網運行的風力發電組，功率的控制過程要根據風速的變化來實現功率的恒定。當風速影響發生從靜止到啟動的狀態變化，風力發電組并存在控制功率的問題；但是，當產生了一定的風速時，要看產生的風速是否低于風力發電機組的額定風速，若低于，則要控制風力發電機組的轉速，觀察最大功率，獲得最大風能，若高于額定風速，也應通過相應控制，保持功率的恒定。

4.2 最大功率跟蹤原理

5.2 功率預測的典型方法

下面對風電場發電功率預測常用的典型方法進行概述。

5.2.1 持續法。需要說明的是，最簡單的預測方法就是持續法，即把最近一點的風速或功率觀測值作為下一點的預測值，該方法適用于3～6h以下的預測?，F在的預測技術一般都把持續法作為比較基準，來評價該技術的精確度。

5.2.2 卡爾曼濾波法?？柭鼮V波法把風速作為狀態變量建立狀態空間模型，用卡爾曼濾波算法實現風速預測，這種算法在假定噪聲的統計特性已知的情況下得出，事實上估計噪聲的統計特性是該方法應用的難點所在，此算法適用于在線風速

預測。

6 結語

風電可再生，且清潔無污染，對保護環境、改善能源結構具有重要意義。在地球溫室效應日益嚴重及全球性能源危機的今天，應加大力度投資，加快研究、設計和生產步伐，促進風電事業的快速

發展。

本文主要論述了國內外風電最新的發展現狀和風力發電的關鍵技術最新研究進展，并對風電技術中的功率控制技術和風電功率預測做了重點論述。另外，在其中簡要介紹了全球風電的發展概況、中國風能資源分布情況等相關內容。本文有助于對風電發展全面了解和深入掌握，對風電的發展提供可靠的理論依據。

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作者簡介：王海峰（1984-），男，廣東湛江人，廣東電網公司湛江供電局助理工程師，研究方向：變電運行。

（責任編輯：王書柏）