風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

張琪 河北新天科創(chuàng)新能源技術(shù)有限公司

在能源過度消耗的當(dāng)今環(huán)境下，對(duì)新能源的研發(fā)和利用成為各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，風(fēng)能作為太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式，其儲(chǔ)量巨大，可利用性強(qiáng)，采用風(fēng)力發(fā)電也是在現(xiàn)行條件下一個(gè)最合理的規(guī)劃，是具有開發(fā)價(jià)值和商業(yè)前景的一種發(fā)電技術(shù)。在目前已有多個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電，我國(guó)在這方面也投入了相當(dāng)大的力度，風(fēng)力發(fā)電呈現(xiàn)出一個(gè)相對(duì)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

一、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）環(huán)境及天氣等客觀因素制約

風(fēng)能作為可再生能源，具有清潔無害等特點(diǎn)，通過風(fēng)力發(fā)電對(duì)環(huán)境不會(huì)造成過多的污染，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能可以滿足當(dāng)前生活及生產(chǎn)需要，但是風(fēng)能會(huì)受到周圍環(huán)境及天氣等自然因素的影響，所以在當(dāng)前利用風(fēng)力發(fā)電還是存在著一些問題。當(dāng)前，風(fēng)電建設(shè)越來越頻繁，其暴露出的問題也就越來越多，電網(wǎng)中風(fēng)電的容量占比不斷加大，受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等制約，風(fēng)力發(fā)電的不確定性依然很強(qiáng)，缺少關(guān)于風(fēng)力發(fā)電的豐富經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)裝備上的不足，技術(shù)能力上的落后以及對(duì)自然因素的無法掌控等等都會(huì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生較大的影響，加之風(fēng)力發(fā)電是通過風(fēng)力帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，利用增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，以此來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電，其中存在一些難以預(yù)料的突發(fā)狀況，所以相關(guān)人員在維護(hù)上也相對(duì)不容易，對(duì)于當(dāng)前現(xiàn)狀也沒有一個(gè)行之有效的解決方案，種種情況對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)都具有一定的挑戰(zhàn)性。所以在面對(duì)這些問題時(shí)就需要相關(guān)人員投入一定的精力來解決實(shí)際存在的問題，減少技術(shù)設(shè)備等方面對(duì)于風(fēng)力發(fā)電的制約。

（二）當(dāng)前技術(shù)水平限制

隨著風(fēng)力發(fā)電的普及和運(yùn)用，近年來各城市地區(qū)已經(jīng)建立起對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電受地形地勢(shì)的限制性因素較少，在北方地區(qū)包括內(nèi)蒙古，東北三省等地多有涉及，但是在技術(shù)上還有待創(chuàng)新。當(dāng)前，可變速風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)技術(shù)是比較常見的一種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)了，其中的有功功率和無功功率相對(duì)來說控制性更強(qiáng)一些，對(duì)于電網(wǎng)電壓的影響作用少，快速處理大功率半導(dǎo)體開關(guān)器和高級(jí)算法計(jì)算機(jī)的合理運(yùn)用使得這方面的技術(shù)有了很大的提升，但是它也存在著一定的局限性，就是需要電力轉(zhuǎn)換裝置，增加了部件數(shù)量在操控方面就增加了難度。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，因?yàn)轱L(fēng)能的隨機(jī)性較強(qiáng)，為了保證風(fēng)力發(fā)電效率在部分地區(qū)則會(huì)采用柴油發(fā)電機(jī)和風(fēng)電機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行的模式，在省油的同時(shí)也能保證持續(xù)供電[1]。

（三）建設(shè)投資成本高

在目前，利用風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為各地區(qū)一種主要的發(fā)電方式，風(fēng)力發(fā)電在發(fā)電占比中的比例呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，而風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也在探索中不斷創(chuàng)新，其規(guī)模不斷擴(kuò)大，發(fā)電機(jī)的主流機(jī)型也在不斷更新?lián)Q代，海上風(fēng)力發(fā)電廠的出現(xiàn)也直接表明了風(fēng)力發(fā)電的重要性，但是面對(duì)這樣的情況國(guó)家建設(shè)投資的成本也在逐步增加，對(duì)于部分經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的城市來說在享受風(fēng)力發(fā)電帶來便利的同時(shí)，其營(yíng)運(yùn)費(fèi)用也較為突出。所以基于目前的情況在風(fēng)電建設(shè)方面也應(yīng)該考慮當(dāng)下實(shí)際問題，不能出現(xiàn)過度引入而增加經(jīng)濟(jì)成本等情況的發(fā)生，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)上的一些問題也需要專業(yè)人員進(jìn)行修正，讓風(fēng)力發(fā)電保持一個(gè)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)[2]。

二、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

在當(dāng)前，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為一個(gè)常態(tài)化的發(fā)展方向，在技術(shù)和設(shè)備上也在不斷進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，規(guī)模化和成效性都有所提高，對(duì)于垂直軸發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)葉片、風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)、新型電力電子技術(shù)等方面都進(jìn)行了革新，一定程度上增強(qiáng)了安全性能。伴隨著風(fēng)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，為了減少對(duì)電網(wǎng)的影響作用，讓電力系統(tǒng)相對(duì)保持一個(gè)穩(wěn)定性，就需要小型發(fā)電系統(tǒng)在一個(gè)確定的時(shí)間內(nèi)承受著一定限制的電網(wǎng)低電壓不退出運(yùn)行的能力，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電發(fā)電機(jī)組不脫網(wǎng)運(yùn)行，在排除故障后能輔助電力系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，這項(xiàng)技術(shù)還需要在實(shí)踐中不斷探索[3]。

對(duì)于巨型機(jī)來說，為了減少一定的運(yùn)輸和安裝成本，分段式葉片技術(shù)相比于原有延長(zhǎng)葉片技術(shù)來說就更具有效益性，解決了其中存在的問題，也縮短了相應(yīng)生產(chǎn)葉片的時(shí)間；在新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研制過程中，為了便于設(shè)備維護(hù)，運(yùn)用無刷交流雙饋異步電機(jī)和高壓發(fā)電機(jī)等相對(duì)來說更為可靠，也能降低一些成本；對(duì)于新型大功率變化器等方面的研究，其中一些部件的更新?lián)Q代使得其轉(zhuǎn)換效率相對(duì)提高，也降低了器件的損壞，對(duì)于新型儲(chǔ)能技術(shù)的運(yùn)用也成為當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中大眾普遍關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容[3]。

所以基于目前的情況，在我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)水平還沒有達(dá)到一個(gè)較高的水平時(shí)，應(yīng)該借鑒一些其他國(guó)家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，也可以引進(jìn)一些他們當(dāng)前最實(shí)用的技術(shù)設(shè)備，做好風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的交流活動(dòng)，開展一系列研究，為合理有效運(yùn)用風(fēng)能做好更多規(guī)劃，讓風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的限制性因素降到最低，促進(jìn)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

三、結(jié)論

綜上所述，當(dāng)前，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)水平還有待提高，風(fēng)力發(fā)電在技術(shù)、建設(shè)、運(yùn)用等方面都存在一定的限制，受主客觀因素影響較為明顯，但是其呈現(xiàn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)趨于良好，所以結(jié)合目前現(xiàn)狀，應(yīng)該善于借鑒一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，國(guó)家在風(fēng)電建設(shè)方面還要投入一定的成本與支持，在經(jīng)濟(jì)，技術(shù)的支撐下促進(jìn)風(fēng)電建設(shè)的向前發(fā)展。