風力發電及其技術發展探討

余向兵

摘要：環境污染的威脅和化石能源供應的短缺已經演變成一系列全球性問題，嚴重制約著各國人民的環境質量和健康發展。目前我國最接近常規電力的是風力發電模式。風力發電技術作為一種新型的清潔可再生能源，是又一種最具應用發展和廣闊前景的高效發電方式，將成為未來的主要發電方式之一。本文對風力發電及其技術發展進行了一些研究和分析，希望能起到一定的參考作用。

關鍵詞：風力發電;技術發展

簡介：我國風能資源極其豐富，分布廣泛，資源開發利用潛力相當巨大。然而，中國對風能資源的有效利用遠不如國外一些國家。在這種發展背景下，清潔可再生能源材料的有效開發和利用正在引起世界范圍的關注，風力發電技術應運而生，并發展非常迅速。

一、風力發電技術的發展

1.1風機型號和容量的開發

進一步探索如何提高我國新型風力發電工程設施產品的安全生產、效率性能要求和技術質量可靠性，降低和提高未來綜合運行成本，已經初步發展成為我國現代新型風力發電設備技術體系中首先要解決的一個大問題，也是未來必須發展和研究的主要研發方向。不斷設計和擴大單臺風機的容量。自20世紀60年代中期問世以來，隨著美國德國Repower公司和荷蘭Enercon公司的自主生產和研究，開發出了新型的5億MW和6萬MW以上的大功率風機，國際風電市場主流市場使用的老、中、新大功率風機逐漸被MW及以上的大功率風機所取代。自2005年第三季度以來，mainland China可新增可再生能源總裝機容量的兆瓦級風機數量僅占當年可再生能源總裝機容量的21.5%左右。自2009年第一季度以來，這一下降的比例逐漸上升至約86.86%。這些機組運行測試數據已經足以清晰地告訴全世界，風電機組的巨大容量在我國當前的風力開發和風電市場建設中發展迅速，成為主流產品。

1.2風機控制技術的發展

系統安全和風機高效穩定運行之間平衡的關鍵要素是風能控制系統技術。因此，許多行業專家也對新型風電控制裝置的技術方案和風控系統的方案進行了進一步的深入研究，這必將對實現風電機組的高效穩定優化和運行起到非常非常重要和積極的推動作用。目前，在國際風電行業，先進可靠的計算機技術系統和先進的控制理論技術已應用于風電領域，極大有效地促進了新型風電技術及其對整個電網運行控制技術的穩定快速發展。

1.3風機控制策略的發展

目前，根據控制器類型的特點，風力發電機組的控制策略主要有兩種：一種是基于線性數學模型的傳統控制方法，另一種是現代控制方法。傳統的風力機控制策略通常直接采用線性矢量控制方法，通過調整風力機葉片的最大電磁轉矩系數或改變葉片間的最小槳距角差，使葉尖速比系數保持在其最優值，從而獲得系統的最大風能。但由于隨風速波動變化較快，其線性調整結果具有相對滯后性和滯后性。此外，線性化模型計算方法不適用于風電運行參數范圍廣、隨機擾動程度大、非線性問題嚴重、不確定性特別復雜的大規模風電系統。

二、風力發電及其技術發展探討

2.1優化資源配置

目前，我國中東部地區風電資源總量分布不均，需要更加有效地調整、優化和完善風電發電運行系統，逐步改造部分風電資源相對不足地區建設的風電場，進一步科學合理地確定這些風電場系統電力相關系統的運行設施條件，提供相關安全性能的綜合優化和改善方案， 根據不同區域不同風電場的需求定制發電相關設備方案，有效整合提升發電機組性能，大幅降低風電遠距離傳輸損耗。 同時，企業人員還將在全國各風電場進行現場高壓穿越技術試驗，使這一最新技術適應各種地域條件和風況，從而有效提高企業風機的輸電質量水平和電網安全性。

2.2產業結構升級

風力發電相關技術體系不斷完善和加快，產業結構需要進一步全面優化升級。最近一家新能源公司開始專注于分布式發電系統中控制拓撲系統的研究，依靠變頻進行控制。研究項目本身結構相當簡單，功能全面，成本相對較低。為了提高實際臺風運行測試的效率，技術人員還在項目中使用了兩臺3MW風機進行了臺風運行測試。測試結果表明，當最大風速達到68.5米/秒以下時，機組設備仍能連續穩定運行，臺風環境下的大量風資源不能為風電場建設帶來任何額外的電力。毫無疑問，產業結構層面的技術升級也能帶來風能技術應用的快速發展。

2.3提高機組的安全性能。

進一步研究加強風電機組控制系統的內部安全性能管理，可以實現有效控制，提高我國風電機組產品的整體系統安全性和綜合性能。目前，隨著經濟和金融全球化對市場影響的進一步加深，中國與其他許多國家之間的科技商務信息交流日益密切和頻繁，新能源企業需要更加重視自身的技術優勢和相關的核心知識產權。同時，企業要打破資本主義國家固有的傳統技術壁壘，開始自主研發，逐步形成具有一定自主核心技術和智能裝備。通過智能算法的研究和積累，以及計算機大數據模型的有效引入，能夠快速智能地識別和判斷設備相關的性能故障狀態，形成風電設備安全的智能化系統模式，提高風電機組控制系統的整體安全性能，發布一批智能風電場的安全新產品，從而促進我國風電技術的不斷發展，從而促進我國經濟的不斷發展。

三、結論

目前，隨著人們對環保理念研究的深入，人們越來越關注綠色新能源的資源開發、保護和循環利用，對風力發電等環保技術有了不一樣的、更全面的認識。風力發電相關技術的研發是風電經濟發展過程中的重要核心環節之一，也是國內電力企業未來尋求高速發展所必須的方向性產業支柱之一。因此，提高產業相關系統的技術水平，完善產業管理和結構，平衡優化資源和布局，將有效促進未來風電技術應用的全面合理發展。

參考文獻

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