關(guān)于新能源風力發(fā)電相關(guān)技術(shù)之研究

劉佳明

摘要：自改革開放以來，我國社會和經(jīng)濟的發(fā)展越來越快，風電行業(yè)相較之前也有了巨大的進步，風力發(fā)電成為了一種新的發(fā)電方式。因為它是可循環(huán)的，無污染的。因此，它在許多發(fā)電行業(yè)中具有最明顯的優(yōu)勢。為此，我們從新能源風力發(fā)電的技術(shù)原理出發(fā)，對新能源風力發(fā)電的相關(guān)技術(shù)進行分析和探討，為我國風力發(fā)電的發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：新能源;風力發(fā)電;關(guān)鍵技術(shù)

一、新能源風力發(fā)電的技術(shù)原理分析

風力發(fā)電，就是把風產(chǎn)生出來的能轉(zhuǎn)化為機械能，然后再從機械能轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。它的原理就是利用自然風帶動風車旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電能，通常是利用風力發(fā)電。下面是對多部分工作原理的簡要介紹。

1、風輪裝置

將風能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置是一種風輪裝置，風能驅(qū)動螺旋槳旋轉(zhuǎn)，接著就產(chǎn)生了機械能。為了更加充分利用風能，葉片尾舵可以安裝在風的后側(cè)車輪更好地觀察風向和調(diào)整方向根據(jù)風向的變化，使風輪可以運行逆風方向和更多的機械能可以來自風能。

2、塔架

該塔是框架，用來支持風尾舵和發(fā)電機。影響塔架的高度的因素有很多，首先是要根據(jù)地面障礙物對風速的影響和風機葉片直徑的影響，來確定塔的高度。這樣才能保證塔的高度位置，才能進一步滿足風輪裝置的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

3、發(fā)電機

所謂的發(fā)電機是一種將風輪裝置傳輸?shù)挠篮愕臋C械能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。一個小型發(fā)電系統(tǒng)由發(fā)電機和轉(zhuǎn)換器組成。具有較高的發(fā)電效率。對于風力發(fā)電系統(tǒng)來說，它包含很多部件，包括發(fā)電機頭、旋轉(zhuǎn)頭、尾翼、葉片等部件。只有各部分統(tǒng)一協(xié)調(diào)的運行，才能真正的保證風力發(fā)電的效率的提高。在這之中，通過機頭把葉片在風力作用下產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換為電能，利用尾翼調(diào)整方向，保證發(fā)電機獲得最大的風力。轉(zhuǎn)環(huán)是尾翼的旋轉(zhuǎn)裝置，用來調(diào)節(jié)尾翼的轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)體通常采用永磁體，采用不同的方式，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。

二、新能源風力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)

1、風功率預測技術(shù)

風電功率預測是風力發(fā)電中最重要的技術(shù)之一。由于預測周期不同于預測模型，所以預測方法也不同。根據(jù)預測期的分類和其長短的不同，可以分為三種方法，分別為超短期法、短期法和中期法，其中超短期法用于風電實時的調(diào)度，短期預測法用于機組組合和備用安排，中期預測法用于維護和風電資源評價。

根據(jù)預測模型的分類，根據(jù)不同的預測模型，可以將電源功率預測技術(shù)分為物理方法和統(tǒng)計方法組合模型。一種是物理方法，主要是根據(jù)風電場周圍的天氣情況來模擬風電場周圍的天氣。根據(jù)預測資料，有風向、風速、氣壓、空氣密度等。然后建立一個預測模型。結(jié)合相關(guān)功率曲線，對風電功率進行了預測。然而，在不同的情況下可能會有某些錯誤。統(tǒng)計是基于一些數(shù)學工具來找出當前和未來數(shù)據(jù)之間的函數(shù)關(guān)系。它可以看作是一個數(shù)據(jù)挖掘項目，從中可以發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得到預測結(jié)果。統(tǒng)計方法需要一定的算法來支持風電功率的預測。一般有時間序列算法和機械學習算法。組合模型，因為各種預測方法都有一定的優(yōu)缺點，以獲得更準確的預測結(jié)果，不同的方法可以結(jié)合使用。在此基礎上，建立組合模型，通過相互學習，來提高預測結(jié)果的精準性。

2、風電無功電壓自動控制技術(shù)

該技術(shù)主要是多系統(tǒng)參與實現(xiàn)自動控制的一種方法。具體包括風電無功電壓自動控制下的網(wǎng)站和監(jiān)控系統(tǒng)。其中一些網(wǎng)站可以作為模塊集成到一個綜合監(jiān)控系統(tǒng)中。也可外接插件操作。它負責將無功電壓控制指令發(fā)送到風電場設備相應的監(jiān)控系統(tǒng)。一種是遠程控制，另一種是局部控制。在遠程控制模式下，變電站將對無功電壓控制目標進行跟蹤。在第二種控制模式下。知道根據(jù)預設的網(wǎng)絡點進行監(jiān)控。然后可以手動設置運行控制狀態(tài)。同時，風電場內(nèi)的各種控制設備可以手動上鎖開鎖，系統(tǒng)可以自動控制設備的切換。當電網(wǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，變電站可以充分利用風力發(fā)電機的功能。達到了調(diào)節(jié)電壓的目的。若機組無功調(diào)節(jié)能力不足，則機組無功調(diào)節(jié)能力不足。無功調(diào)節(jié)由動態(tài)無功補償裝置完成，該裝置能協(xié)調(diào)風力機和補償狀態(tài)，避免無功功率不合理的流動行為。

3、風電機組功率調(diào)節(jié)技術(shù)

對于整個風力發(fā)電系統(tǒng)來說的話，風力發(fā)電機的功率是極其重要的。因此，功率調(diào)節(jié)已成為不可缺少的技術(shù)之一，風力發(fā)電機需要收集風能并將其轉(zhuǎn)化為機械能來發(fā)電。但是由于這臺機器上的各種零件的機械強度的差異和限制。它是通過減少風能的捕獲，使機組功率保持在一個固定的值附近，來保證發(fā)電機的安全運行。下面介紹一下風力機在調(diào)節(jié)攻速時常用的控制技術(shù)。一是定距失速控制技術(shù)，其基本原理是將模具風扇葉片與車輪剛性固定連接。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定。但仍存在葉片頂角不能根據(jù)風速變化進行調(diào)整的問題。這項技術(shù)是基于葉片的空氣動力學。這樣，渦輪的輸出功率就可以隨著外界風速的變化而相應的改變。在實際運用中發(fā)現(xiàn)，不同的風速具有不同的利用效率。二是變螺距控制技術(shù)。變螺距的實質(zhì)是調(diào)整螺距的角度。風力機的輸出功率可以通過改變角度來調(diào)節(jié)。在變槳距控制技術(shù)下，當風力機運行時初輸出功率小于額定功率時，槳距角保持在一定的度數(shù)。此時不需要調(diào)整。然而，如果我們討論其他一些因素的影響，輸出功率將超過額定功率。采用變螺距控制技術(shù)。俯仰角在0處保持不變。此時，不需要進行任何調(diào)整。調(diào)整俯仰角度后，風力機的輸出功率將保持在一定的系數(shù)之內(nèi)。此時，控制系統(tǒng)將參與調(diào)節(jié)，從而形成控制回路。變槳距控制是一種主動控制技術(shù)，可以克服槳距無源失速調(diào)節(jié)在實際應用中的不足。同時，他們也有很多優(yōu)勢。當風輪開始轉(zhuǎn)動后，較大的俯仰角可以產(chǎn)生較大的起動力矩。在一定條件下，為了使空轉(zhuǎn)速度最小化，需要保持相應的角度。

結(jié)束語

總的來說，風力發(fā)電是風能在新能源發(fā)電領(lǐng)域的一個典范。為了充分利用風力發(fā)電的功能，我們應該開展與風力發(fā)電相關(guān)的技術(shù)。研究和討論。在此基礎上，可以合理使用。這將進一步提高風力發(fā)電的效率。這將進一步推動中國風力發(fā)電的發(fā)展。為中國的風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)做出貢獻。

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