風電場中節能減排分析及節能研究

曹永強

【摘要】風能資源是一種清潔、無污染的可再生能源，風力發電是技術最成熟的新能源，風能的廣泛利用可極大地減少一次能源的利用，從而降低一次能源開發而造成的污染物排放、毀壞植被、影響生態等環境問題。在如今全球環境保護問題越來越突出的情況下，充分利用可再生資源發電特別是風能，不僅減少煙塵、SO2、溫室氣體、廢水等排放，降低生態影響等方面具有非常重要意義。

【關鍵詞】風電場；節能減排；分析；節能

節能問題一直是我國發展國民經濟的一項長遠戰略方針。風電場作為一種清潔的可再生能源，其應用就是對傳統能源的節約。我國具體國情和實際情況，綜合利用各種節能技術措施，趨利避害，選擇經濟合理的節能方案，必定可以獲得顯著的節能效果。隨著人類社會的發展，對于能源的需求量日益增加，開發綠色可再生的清潔能源越來越受到人們的重視。然而石油、煤炭等自然資源的儲量畢竟有限，屬于不可再生資源，而且使用時會對自然環境造成很大的污染。風力發電作為綠色可再生能源中技術最成熟、發展最快的新能源能源，不僅能夠幫助解決人類的能源需求問題，更加具有規模開發條件和商業開發價值，受到世界各國的重視。并網發電技術是目前應用的范圍非常廣泛的風力發電技術，其技術水平的發展程度，對風力發電項目的長遠發展具有重要意義。

1、并網技術在風力發電中的作用

風力發電是一項技術要求很高的綜合性工程，涉及了空氣動力學、電機學、自動控制等多個學科技術，運用專屬的風力發電機組，將空氣動力轉化為電磁性電流，通過機械手段實現了風力向電力的轉變。風能是一種可再生的、經濟性的能源，對于緩解全球能源危機具有重要作用。

并網發電技術的主要就是指能夠和公共電網并聯實現風力發電的技術，一般將整套的技術稱為并網型風力發電系統。這套理論的研究對象包括風力發電機組的研制與運行控制，將風能向電能轉化的科學理論，以及具體的實施步驟。其工作原理是通過風力吹動葉輪機上的葉輪片，使葉輪片發生轉動，從而實現了風能向機械動能的轉化，在葉輪轉動的時候會帶動發電機組運行，這樣又將機械能轉化為電能進行發電，這就是風力發電的基本原理。現在隨著電子科學技術的發展，并網風力發電技術也處于不斷更新換代當中，并網控制技術日趨成熟，很多的大型并網風力發電機組被不斷研制出來。

2、常用的幾種并網發電方式

2.1 直接并網發電

直接并網發電需要發電機和電網的相序要基本一致，如果異步發電機的旋轉速度可以達到同步發電機的90%以上，那么在發電機中就可以現實自動的并網發電了。采用并網發電的風力發電機組都配備有測速設備，通過通信系統控制系統實現自動并網。

2.2 降壓并網發電

降壓并網發電模式要求風力發電機組同電網之間使用串聯的電阻、變壓器和電抗器。以來降低并網發電過程中，電流對機組設備的強大沖擊力，減緩電壓下降的速度。但是當風力發電機組處于正常的工作狀態下時，應當將相應的電阻元件隔離，否則會加大電能損耗。

3、風力并網發電技術應用過程中存在的問題

運用并網發電技術可以有效的提高風力發電對電網的供電能力，但是同樣也應該電力行業的市場競爭機制，因為風力發電常常要依靠有利的天氣，帶有一定的隨機性。所以在完成輔助供電之外，在風力發電機組功能范圍內，還可以進行電網中電壓調節、電線負荷監控和頻率掌控等操作，提高機組的使用效率。并且需要更加全面的掌控好影響風力發電的因素，進行有效的調節，保證風力發電的質量。另外，因為在并網發電機組中設有很多個異步發電機，這容易對風力發電廠的電壓參數構成影響。由此會使異步發電機收到更多的無功功率，導致并網發電機組的電容器組下降，這就要求電網發電后期還要進行功率補償。

4、提高并網技術在風力發電中的作用性分析

4.1 促進風力發電并網技術電源結構的優化設計

首先，風力發電的并網電源結構優化，提高電網的抗干擾能力，應該繼續鞏固水電和火電的電力供應構成比例，從目前的電能供應情況看，火電與水電還是承擔著供應社會用電的主要角色，在并網發電過程中，應該給風力發電一定的緩和空間，使風力發電的相關配套設備、裝置電源的結構得到逐步優化。

其次，由于我國地域廣闊，地形復雜，風力資源和水資源的分布并不均衡，那么在一些水資源匱乏的地區發展風力發電自然是好的，但是在發展建設風力發電并網運行過程中，必須建設有一定規模的火電廠，用以彌補風力發電電源結構的產能問題。尤其是在一些負荷峰谷參數很大的地區，倘若安裝的風電并網機組裝機容量過大，那就一定要通過調峰手段使發電量和用電量處于合理的區間，保障電源的正常工作。

4.2 加強并網技術與最大風能捕捉技術的研究

風力發電并網技術主要包括風電的并網技術和并網后的發電機轉速掌控問題。要想提高并網技術的可靠性和故障的克服能力，那就應該加強對電網全功率轉換器的研究與控制?，F在的并網技術中主要通過變槳距調節和發電機組功率轉速的轉化調控來對最大風能進行捕捉追蹤。經過研究我們發現利用控制發電機組的輸出功率來調控其電磁功率是一條經濟、可靠的辦法，將會成為今后的并網技術最大風能捕捉項目的發展趨勢。

5、結語

風力發電作為可再生的清潔能源，對于彌補人類能源需求不足具有積極作用。風力發電并網技術實現了風能向電能轉化，使風電可以和火電與水電共同工作，滿足人們的生活用電需求。在今后的發展中，大容量的風電機組將不斷出現，通過電場協調控制能力的增強，能夠推進電網內部的風電容量增長，從而促進電網內部電壓和頻率的穩定性，確保并網發電的可靠性。相信通過技術手段的持續更新，風力發電并網技術在人類節能環保和能源開發的道路上將會發揮更大的作用。

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