風力發電技術的問題及發展探究

張罡

摘要：隨著各領域的不斷提高和發展，能源短缺問題日益嚴重，加大對于可再生能源的開發利用成為未來發展的重要趨勢。風力能源作為我國廣泛存在的重要可再生能源，其在應用中表現出了較為明顯的無污染以及大能量特點，因為其潛力巨大且分布比較廣，進而也就在我國很多地區得到了推廣和應用。

關鍵詞：風力發電技術;問題;發展

引言

由于全球經濟的逐步發展與復蘇，全球變暖的問題也更加明顯。目前，燃燒具有污染性的能源與使用不可再生資源是造成全球變暖的主要因素，所以，世界各國都在加大對可再生能源與清潔能源的研究。風能是一種便利的清潔能源，其在目前的發展中已經獲得了較大的成果。

1風力發電技術存在的問題

1.1風力資源分布不均

我國風力資源主要集中于西北內陸與東南沿海地區，隨著風力發電企業的成熟，要防止出現產能過剩問題，當前我國風力發電急需解決的問題是遠距離運輸問題。

1.2產業鏈不完整

我國風力發電的核心部件還主要依賴進口，如電氣可編程控制與集電環等部件，而且當前風電機組整機設計還有待進一步提高，還需解決運輸、維護、咨詢、監測等諸個方面的問題。

1.3單機容量加大但理論經驗不足

我國當前風力發電單機容量明顯增大，但還不具備完善的理論知識體系與實踐經驗，還不能進行科學精細的載荷極限計算。風力發電單機容量增大有利于降低整體投入成本，提高發電效率，將來必然會得到迅速發展。

1.4安全性能不高

由于我國風力發電技術還處于發展階段，因此必然存在一定的缺點，安全性能還有待進一步提高，尤其是在并網與運輸方面。當前風力發電機組主要事故原因表現在沒有認識到裝機階段技術的重要性，自身管理有待完善等幾個方面，導致風力發電系統的可靠性與安全性不高。要求技術人員要重視解決風力發電機組脫網等問題，保證整個系統的日益完善，提高風力發電機組的安全性。

1.5機組故障頻發

我國當前由于風力發電技術還沒有大面積推廣，很多地區的風力發電技術沒有進行改革，風力發電機組的安全性有待進一步提高，導致風力發電機組事故頻發，嚴重影響了風力發電系統的穩定運行。

2針對問題的解決對策

2.1提升風電質量

為了提升風電質量，能夠使用超導儲能技術，讓風力發電機組的頻率與輸出電壓保持穩定。該種技術是一種全新的柔性交流輸電的技術，具有無污染、高功率、長壽命等優勢，對于無功或者有功的功率具有釋放與吸收的效果，進而使其達到電力系統的要求。

2.2改進機械結構

對機械結構進行改進，能夠從以下兩個方面著手：其一，能夠利用先進的驅動設備，把齒輪箱與主轉動軸等相結合，降低機組零部件的使用，進而極大地增強系統的工作效率、安全性、穩定性，并減少部件安裝與維修的經濟支出;其二，能夠對機械的結構動力學設計展開優化，防止由于風力的變化影響到機械結構的負荷，并減少零部件所受到的應力，降低整個機組與部件的重量，極大地降低成本。

2.3提升安全性能

為了增強風力發電機組的安全性，就需要對風電機組展開超速測試，檢測超速保護動作、超速通道、超速模塊、超速傳感器后制動回路的動作情況。同時，還需要對風電機組展開緊急停機測試，測試機械剎車制動、備用電源、順漿回路等是否能夠正常工作。除此之外，還需要對風力發電機組展開振動試驗，檢查保護動作、保護通道、保護測量元件等能不能夠正常工作，從而確保機組的安全性。

2.4改進控制技術

對于風力發電系統的易干擾、不穩定的問題，一般使用系統模型控制的方式予以解決，但是該種方法具有一定的局限性，所以其僅限于某個系統的指定周期使用，難以有效地預防能量轉換多個過程中所產生的變化。在風場運行的環境下，風電機組由于無人值守，所以對系統的控制有著更高的要求。使用自適應控制器，能夠讓風電機組在最大的范圍內，使用功率系數得到優化。其工作原理為，利用對系統的輸入輸出展開測量，分析控制過程中需要的參數，并利用控制系統展開控制。相比于原有的控制器，自適應控制器性能得到了較好的優化，性能大大增加。它通過構建出準確的數學模型，對風力發電機組的電功率展開控制，進而更高效地進行控制，并節約成本。

3風力發電技術發展路徑

3.1風電機組技術創新發展

在未來風力發電技術的創新發展中，首先應該重點關注于風電機組相關核心技術的創新研究，確保我國未來風電機組的設計和制造能夠具備自主研發能力，在引入先進技術的基礎上，能夠較好實現吸收和自主研究，力求逐步擺脫對于國外發達國家的依賴。針對風力發電機組的構建而言，其往往涉及到了多方面內容，技術要求同樣也比較高，為了確保各個風力發電機組能夠在未來形成高效可靠運行效果，往往需要充分考慮到各個關鍵組成部件以及所有技術手段的創新。此外，在風力發電機組方面的技術創新研究還需要重點關注于大型化發展趨勢，力求借助于規模更大的風力發電單機設施，促使風力發電技術可以更好發揮作用，可以體現出更強發電能力，對于風力資源的應用更為高效。伴隨著當前我國風電行業中容量風電機組的流行，該方面的研究力度同樣也需要不斷加大，力求在該方面能夠逐步具備世界領先水平，實現專利技術方面的突破，體現更強競爭力。

3.2控制技術創新發展

對于風力發電技術的創新發展而言，著眼于控制技術進行深入研究同樣也是重要手段，這也是切實提升風力發電效果的關鍵條件。對于風力發電過程中控制技術的應用而言，其不僅僅關系到最終的風力發電效率，同樣還關系到風力發電機組運行的可靠性和安全性，對于優化各個風力發電設施的運行效果具備積極作用。在未來風力發電機組控制技術的創新研究中，計算機技術的應用極為關鍵，應該切實借助于先進的技術手段實現對于整個機組的協調管理，以求形成更為理想的調控作用變速恒頻控制技術的研究同樣也是未來發展的方向，可以為風力發電機組的控制優化提供可靠支持，在實際運行中可以實現輸出電壓的優化，避免因為輸出電壓受到轉子運行狀態影響，導致風力發電結果不良，促使風力發電機組可以在高風速以及低風速狀態下都具備協調運行能力，相關勵磁控制以及變槳距調節技術成為進一步研究優化的重要方向。此外，失速型風力發電機組控制模式同樣也可以在實際應用中表現出積極作用，相對而言也比較簡單，尤其是在面臨風速變化時，相應機組運行可以維持穩定，電能輸出功率也能夠得到優化，但是因為其葉片相對較大，同樣也會對于整體設施產生較大設計和制造壓力，需要予以克服。當然，伴隨著當前我國自動化技術以及智能化技術的創新發展，在風力發電機組控制技術研究中有效引入和應用同樣也成為重要研究目標，依托智能化技術可以實現對于風力發電機組的實時自動化控制，促使其可以表現出更強的運行效率，促使其始終維系最優運行功效。與此同時，降低了對于管理人員的依賴性，解放管理人員的同時還可以提升控制的精確度。

結語

總之，隨著低碳環保理念的不斷增強，各種新型清潔無污染能源必然會得到人們的普遍應用，風力發電技術作為低碳經濟的重要組成部分，將來必然會得到快速發展。

參考文獻

[1]張鵬.風力發電技術發展及關鍵問題研究[J].化工管理，2019（35）.

[2]翟志豐.風力發電技術發展問題及對策研究[J].科技風，2019（15）：43-43.

[3]王允.對我國風力發電技術的發展及其現狀進行研究探討[J].電源技術應用，2019.

[4]趙若焱.風力發電及其控制技術新進展探究[J].內燃機與配件，2019（13）.