風力發電技術及其發展趨勢

殷曉妮

寧夏回族自治區電力設計院

風力發電技術及其發展趨勢

殷曉妮

寧夏回族自治區電力設計院

我國目前的經濟發展速度飛快，同時也增加了對能源的需求量。由于風能是可再生的清潔能源中最重要的組成部分，因此對它的開發力度將日益加大。在此過程當中，風電技術的研發與進步顯得尤為重要。在未來的發展中還需要采取合理措施進一步提升技術人員專業技能、積極引進西方發達國家先進理念和技術，加大自主創新力度，為此為我國風力發電的健康、可持續發展打下良好基礎。基于此本文分析了風力發電技術及其發展趨勢。

風力發電技術；發展趨勢；途徑

1 風力發電的發展現狀

風力發電是一種利用風動能轉換為機械動能，再向電能轉換的過程，其工作原理是借助風的動力來推動風車葉片旋轉，再通過增速機加快風車葉片旋轉的速度，帶動發電機發電。

風力發電具有環保、節能等優點，自從我國2005年《可再生能源法》立法之后，風能、太陽能、生物質能、水能以及海洋能等可再生能源的得到充分重視，在能源發展中占據著重要地位。

在世界環境問題日益嚴峻的背景下，減輕二氧化碳排放量是世界各國發展的必然要求，為順應這種發展趨勢，降低化石能源的利用率，大力發展發電在內的可再生能源、核能等，是世界能源發展的基本內容，也是我國戰略新興產業規劃的重要組成部分，對我國國民經濟增長起著重要作用。

我國風能資源十分豐富，可開發利用的風能儲量大約為10億kW，其中，陸地風能儲量與海上可開發利用風能儲量分別占2.5億kW和7.5億kW作用，因此，除了陸上風力發電之外，做好海上風力發電也十分重要。我國海上風力發電水平遠遠低于陸地風力發電，加強在海上風力發電方面的開發與利用，是我國未來風力發電的重要趨勢之一。

風力發電除了具有環保、節能的優點之外，由于風力是一種可再生能源，可以實現重復利用，具有永不枯竭的優點，相較于火力或水力發電方式，風電的基建周期更短，裝機規模也較為靈活。但是，風力發電也存在一些不足之處，比如容易產生噪音或者視覺污染，需要占據大量的土地，風力發電的穩定性、可控性較差，發電成本較高，還會對鳥類生存環境產生一定破壞。

2 優化途徑

2.1 加大對風電技術的研究力度

具體來說，主要表現為以下幾個方面：①對于那些風能密度較大的區域，可以使用調節功率的方式，有效提升發電功率，保護發電機組免受損害；②在具體調節過程中，可以通過定槳距失速型風機實現對風電功率的合理控制；③對于風資源分布不理想的區域，可借鑒光伏的儲能技術，其不僅能夠實現不同環境下對電能的合理利用，還能增加一定的機組容量。因此，加強風電技術的研究對于提升風力發電技術水平具有重要的意義。

2.2 構建分布有致、可持續發展的風力發電系統

由于風力資源分布不均的原因，我國目前的風力發電系統存在著不均衡的狀況。我國目前的風力資源分布呈現東南沿海與西北區域較為豐富，其他地區較為貧乏的狀況，因而風力發電企業在東南與西北區域發展較為成熟，產業分布密集，產能穩定，其他地區則較為疏弱，這就導致在能源豐富地區可能產能大量過剩，而匱乏地區卻出現電力供應緊張的狀況。要依靠風力技術發電，必須對這個問題予以重視，統籌部署，優化系統內部結構，大力發展電力遠距離傳輸等問題，著力形成分布有致、能夠保障供給的電網，從而優化整個風力發電系統。

2.3 建立健全可再生能源發展政策

對于全國乃至全世界而言，無論是可再生資源還是不可再生資源，都是非常寶貴的，是一個國家經濟社會發展重要的發動機和支撐，并為確保國家的可持續發展打下堅實基礎。所以，建立健全可再生能源的發展政策，具備相當的現實可操作性，并在實際操作過程中予以嚴格落實，對于一個國家能源合理開發與利用發揮著重要意義。

2.4 進一步提高保障風力發電機組的安全性能

由于風力發電技術的急速發展，研究試驗周期不足，在安全保障等方面難免還存在缺陷，風力發電機組發生事故沒有足夠的經驗預期與保障。目前問題主要發生于對技術具有要求的裝機階段各個技術環節與風力發電系統管理上，尤其是并網與輸送。安全性能不高使其可靠性收到相當的影響，容易給社會帶來人員安全、財產等損失。在此應該由相關技術人員針對風力發電機組脫網等問題完善成熟的相關注意事項與相關事故發生應急機制，并對一線操作人員進行專業性培訓與定期考核，進一步提高風力發電技術的穩定性、安全性與可發展性。

3 風力發電技術的發展趨勢

我國風電行業已經步入了快速發展的時期，風力發電技術逐漸更具規模化和有效化，現已采用新的葉片技術、新型發力風電機、新型電力電子技術等智能優化風力發電系統，提高了可靠性和惡劣環境下的安全性。

(1)對于巨型機而言，采用延長葉片會使運輸和安裝成本增加，因此分段式葉片技術應運而生，很好的解決了運輸和安裝問題，同時采用強化碳纖維增強葉片剛度，玻璃鋼和熱塑等混合紗絲制造葉片，縮短了葉片的生產時間。(2)采用無刷交流雙饋異步電機、開關磁阻發電機和高壓發電機也降低了成本，提高了可靠性，便于設備維修及養護，新型風力發電機的研制仍然是當前的重要任務。(3)新型大功率變化器的研究和應用勢在必行，多電平變化器相對兩電平變換器顯著的降低了功率器件的開關損耗，大幅度的提高了轉換效率，同時，新型儲能技術也日益受到了人們的關注，起到了維持電網頻率穩定的作用。國外對風電機組和風電場的短期及長期發電預測做了很多研究，取得了重大進步，我國應借鑒歐洲國家風能功率預測在推動風電大規模利用方面的成功經驗，大力開展有關研究，提高預測技術水平。

總之，風能作為一種具備相當優勢、技術成熟、成本可觀的清潔型能源，已經受到了廣泛重視并成為具有廣闊應用前景的能源之一，進一步加強對其的研究非常有必要。

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