大型風力發電機組技術發展趨勢

陳志成 河北新天科創新能源技術有限公司

目前資源問題已經是人類生存發展面臨的重大問題，合理地開發利用風能源，將是人類解決資源問題的重要方法。風力發電它具有投資小、成本低、污染小、產能高等優點，必將成為分析大型風力發電的重點，研究發電機組技術也成為大型趨勢。

一、大型風力發電機組概述

（一）風力發電的概念

風力發電是國家重點科研項目，我國已經擁有了自主知識產權的風力發電機。風力發電是通過傳動系統、發電機等電器機組，將其動能轉化成電能，傳送到變壓器，最后傳輸到電網里面的一種新型能源。風力發電是一種可再生能源，它的使用，為我國實現經濟可持續發展，提供了不可缺少的力量。

（二）大型風力發電機組的分類

隨著風力發電科學技術的發展，風力發電技術已經取得顯著的進步，尤其是在發電機組方面[1]。如：雙饋變速恒頻技術、直驅變速恒頻技術、半直驅變速恒頻技術等，這些新技術的應用可以最大限度的將風能轉化為電能，可以減少機械的損耗，調節無用功率。

（三）風力發電技術歷史

現在的風力發電機組是先進的，涉及多個科學領域，在每個科學領域都能完美地詮釋。最早的風力發電機組在各個領域受到排斥，存在很多問題的。當時只有葉片之分、軸向之分、風輪的區分等簡單的形式。隨著時間推移，人們子啊實踐的基礎上逐步進步，產生新的理念和觀點，這些觀念逐步在實踐的基礎上成熟，形成葉片、軸向、風向等相統一的格局。

二、大型風力發電現狀

（一）風力發電的現狀

我國地大物博，資源豐富，但是由于人們過度開采，資源再生能力差，促使我們尋找新能源。而風能源正是可以再生清潔能源，風力發電已經在新能源戰略部署中。它的未來發展不僅在我國非常可觀，在國外也是非常盛行。我國風力發電裝機量居世界第一，我國已經成為以風力發電為主的國家之一。

（二）大型風力發電機組技術現狀

大型風力發電在能源資源上優勢逐漸擴大，對環境的污染逐漸降低，傳統的發電形式對自然環境影響不可逆轉。由于風力發電技術的不完善，導致現在仍然不能直接取替傳統發電，風力發電機組不能很好地控制整體系統的運行，還需要在技術和設備上進一步提升，才能更好地發揮作用。

目前我國科技水平有了突飛猛進的進度，但是大型風力發電技術仍然相對落后。這就需要我們不斷學習，并結合我國實際現狀研發適合我國的風力發電系統。如在風力發電使用的情況，多數發電機組都能在電力運行中滿足需求，可以根據需求進行相應的能耗調節，因此可以減少資源的浪費。

三、大型風力發電機組技術要點

（一）功率調節

就目前科技來看，我國大型風力發電機組調節功率的方式主要有失速調節和變漿距調節。失速調節是不允許發動機組葉片的轉動，它是通過失速自認的葉片特有的性質實現功率的調節[2]。這種方法能將發電機組發生故障的概率降到最低，是最容易被人接受的方法。但是受失速葉片性能的限制也是它的主要缺點。

變漿距調節方式正好和失速調節相反，它允許發電機組葉片的轉動，在不同風速下，大型風力發電機組的葉片可以根據風速的大小進行自由的調節，以便達到更好保持最佳方向，使風輪持續工作，達到最佳的效能轉換。它的風葉比較薄、結構簡單、重量小、制造簡單等優點，在很多大型風力發電機組上得到了推崇。但是變漿距調節也存在缺點，變槳的機構復雜，增加了機械發生故障的概率，需要超高的技術水平管控，隨著科技的發展這些缺點也得到了一定解決。

（二）發電機技術

直接驅動技術是利用發電機制造成本來獲得高效效率，增加運行的可靠性，就經濟方面是可以采用的方法。輪子的轉動能夠降低風能轉換成電能的噪音和能耗的損失[3]。但這也是造成機械故障的主要原因，為了減少機具的損耗，還需要定期的維護和保養，保養時就要停止機械的運轉，在一定程度上占據了發電的功效，也增加成本和人員安全事故的發生。

發電機的無刷化技術就是利用滑環和電刷對電流進行控制[4]。電流大時對相應的運動靠滑就會觸碰，不僅能造成機械的磨損，還能對線路腐蝕，長此以往運營，會使機具磨損更加嚴重，需要定期的保養。

結合以上兩種發動機要求，從而產生永磁電機和無刷雙饋電機。這兩種電機要根據具體機器型號，選擇合適發電機，才能夠發揮最大功效，降低成本，減少維修概率。

四、大型風力發電機組技術發展趨勢

根據對大型風力發電機組技術的考察，在新型能源發電技術中，風力發電機組影響廣泛。就目前而言，風力發電技術在世界上應用已經超過各國其他形式發電的30%，并且這項技術在不斷的進步[5]。這一科學技術的進步直接關系到設備基建的建設以及在實際應用中效率的高低，因此在未來的發展方向上，降低發電成本、提高技術水平將是風力發電機組研究的重點。

五、結束語

綜上所述，大型風力發電機組技術是一項非常有潛力、可繼續研發的技術。隨著科技的發展，各國的風機發電機組技術都在不同程度的提高，使風力發電噪音更小、成本更低。在未來發展中將會朝向應用更簡便、發電質量更好、能耗消耗更低的方向發展。