關于風力發(fā)電機發(fā)展現(xiàn)狀及研究

張偉　許洪銘

摘 要：新時期，隨著我國人民生活品質(zhì)的進一步有效提升，人們對于生活環(huán)境的綠色和環(huán)保等功能的重視程度日益加深。而風力發(fā)電機具有將風能合理地轉化為電能的關鍵性作用，因而其重要性以及在近些年的受關注程度都在持續(xù)上升。基于此，筆者在本文中主要圍繞著風力發(fā)電機發(fā)展現(xiàn)狀及研究情況，并針對活力發(fā)電技術的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、我國風流發(fā)電中出現(xiàn)的主要問題、風流發(fā)電機的應用情況等問題展開了合理的分析與闡述，具有極為重要的現(xiàn)實性研究價值。

關鍵詞：新時期；風力發(fā)電機；發(fā)展現(xiàn)狀；問題探究；分析與思考

引言

通常意義上，在上個世紀七十年代左右，在市場上便開始出現(xiàn)了風力發(fā)電機，而且其發(fā)展勢頭非常迅猛，在發(fā)電機市場上開始存在多種風力綜合發(fā)電的拓撲結構和完整的發(fā)電系統(tǒng)。與此同時，由于近些年來人們對于環(huán)保這個話題的關注度持續(xù)提升，對于低污染、低浪費現(xiàn)象的存在，進而使得風力發(fā)電機的市場發(fā)展速度進一步得到了加快。因此，為了更好地探究風力發(fā)電機在未來的發(fā)展趨勢，以及對于人類、對于社會所帶來的諸多積極影響，則必須從其現(xiàn)狀出發(fā)展開分析和思考。

一、活力發(fā)電技術的發(fā)展現(xiàn)狀研究

現(xiàn)階段，我國的活力發(fā)電技術的應用范圍持續(xù)擴大，該項技術也在實際應用的過程中不斷成熟和完善，其主要的風力發(fā)電需要重視幾點內(nèi)容：其一，風力發(fā)電的建設投資成本較高，然而，整體的運營成本較低；其二，該項技術的應用呈現(xiàn)商業(yè)化的發(fā)展趨勢，在海上發(fā)電的應用頻率大，且受外界影響較少；其三，發(fā)電機容量和裝機規(guī)模均在不斷擴大。

二、活力發(fā)電技術的發(fā)展趨勢分析

（一）應用的功率在不斷地增大

通過當前的實踐研究表明，為了使風力發(fā)電的成本不斷降低，提高風力發(fā)電的效率，已經(jīng)有效地提高了風力渦輪發(fā)電機的發(fā)電功率。同時，已經(jīng)對器件的額定功率進行了提高，改善了開關和導通，所以，多電平流器的優(yōu)點已經(jīng)被不斷地開發(fā)出來。風力發(fā)電的效果與開關的消耗、導通的消耗具有直接性的關系。但是，由于開關的頻率比較低，因此對其開關的消耗造成了一定的影響，使其處于一種較低的消耗程度。風力渦輪所具有的標稱功率直接受到其電壓與電流的額定值而決定，隨之而發(fā)生改變。多電平變流器可以實現(xiàn)對電壓值的有效調(diào)節(jié)，在使其額定電壓值發(fā)生改變的過程之中，可以實現(xiàn)對風力電場與風力渦輪進行有效地控制，還可以實現(xiàn)在此基礎之上的配電與網(wǎng)絡相連接。因此，在此工作模式之下實現(xiàn)對表壓器的淘汰，簡化了工作流程。

（二）風力電廠儲能技術不斷提高

對于風力電場的有效使用促進了其發(fā)電技術水平的不斷提升，同時還能夠增加其所創(chuàng)造的經(jīng)濟效益。在對其電壓頻率進行維持的過程之中，儲能系統(tǒng)具有著關鍵性的作用，該系統(tǒng)具有自身的優(yōu)勢，不僅可以在短時間對其能量進行有效地存儲，還可以對其能量進行有效地吸收與注入。儲能系統(tǒng)在風力發(fā)電系統(tǒng)之中占據(jù)著主要的部分，并且發(fā)揮著至關重要的作用，在眾多的儲能系統(tǒng)之中，蓄電池是在當前時期被應用的最為廣泛的系統(tǒng)，具有良好的實際應用效果。

（三）實現(xiàn)海上風力發(fā)電

風力渦輪發(fā)電技術在離岸的情況下被應用的更加廣泛了，在海上具有著豐富的風力資源，因此，在海水較淺的地方可以安裝渦輪發(fā)電機進行發(fā)電，在此利用渦輪進行發(fā)電的效果較好，可以多出陸地渦輪發(fā)電的一半以上。對于輸電系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)的有效方式就是傳統(tǒng)的利用空氣對熱量進行傳遞，可以實現(xiàn)對電閥與風電場相連的問題進行解決，不僅可以將輸電連接到電網(wǎng)與電場組織之中，還可以將電運送負載中心。

三、我國風流發(fā)電中出現(xiàn)的主要問題

其一，主要應用的范圍依然局限于風速較高、風力較強的地域，但是，其應用范圍的局限性對于風力發(fā)電機的機體與內(nèi)部結構設計等問題來說提出了一定的挑戰(zhàn)。其二，風力發(fā)電機的建設成本較高，不利于大面積的使用，在經(jīng)濟貧窮地區(qū)的使用限制相對較大。其三，隨著社會的進步和人們生活品質(zhì)的提升，對于風力發(fā)電機提出了更多的要求。

四、風流發(fā)電機的應用情況

（一）定槳距型發(fā)電機

該種發(fā)電機主要是指槳葉與輪轂之間是進行固定連接的，換言之，當風速發(fā)生變化時，槳葉迎風的角度不會發(fā)生改變。如果當其風速超過了額定的風速時，可以通過對其槳葉進行有效地利用，在已經(jīng)達到了失速的情況下，在槳葉的表面會產(chǎn)生渦流，從而限制發(fā)電機功率的輸出，即失速調(diào)節(jié)。該種調(diào)節(jié)方法具有簡單可靠的優(yōu)點，當風速地方變化引起對其輸出功率產(chǎn)生一定的影響的情況下，通過槳葉對其整個系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，這會對控制系統(tǒng)進行一定的簡化。但是，其缺點是葉片的重量較大，使得整個系統(tǒng)的運行效率較低，也會加重其磨損的情況。

（二）變速恒頻發(fā)電機

變速恒頻發(fā)電機是最近幾年才剛剛興起的一種全新的風力發(fā)電系統(tǒng)，其轉速與以往的發(fā)電機不同，可以不受到發(fā)電機本身功率輸出作用的約束，并且可以保證輸出的電壓在頻率、幅值數(shù)、相位等因素方面都保持穩(wěn)定的狀態(tài)。同時，還可以保證起動時比較安全、功率輸出比較穩(wěn)定等。

結束語

綜上所述，筆者在本文中著重圍繞著風力發(fā)電機的現(xiàn)狀與研究進展情況及其相關的幾個問題進行了分析與思考，進一步體現(xiàn)了風力發(fā)電機對于環(huán)保和節(jié)能事業(yè)所具有的突出貢獻和重要作用。因此，相關單位及其負責人必須針對風力發(fā)電機目前仍然存在的問題及時進行分析，進而得出科學的應對策略。

（作者單位：明陽智慧能源集團股份公司）