風力發電技術發展現狀及趨勢分析

國能吉林新能源發展有限公司 趙 興

在新時代的背景之下，電網構建過程之中需要對于新能源的儲存以及使用有著更高的要求。在如今的發展背景之下，智能電網對于人們的實際生活生產提供了更多更方便的動力支持，風力發電的合理運用對于能源儲能可持續發展有著巨大的幫助。儲能技術是當今時代發展背景之下的一項高新技術項目，在對于如今發展背景之下的智能電網構建也起到了一定的作用，在實際的使用過程中探索如何將儲能息技術作為中心技術產業在電網的構建環節發揮自身的價值是整個行業發展過程之中的重要課題。

1 風力發電的現狀

隨著我國的經濟實力不斷增長，風力發電技術在我國的發展過程之中也取得了一定的成就，伴隨著我國風力資源豐富的自身優勢，風力發電技術對于如今的儲能技術以及電網的能源輸入都有著獨特的貢獻。但是與此同時我國的風力發電技術的應用過程中還存在著很多的不足，包含著對于硬件設備的不完善以及技術遇到瓶頸期等問題，使我國的風力發電技術在未來的發展過程中也收到一定程度的制約。風力發電在我國的資源供應體系之中的比例不斷升高，并且風力發電一定實現了從技術研發到最后的商業化發展。目前我國的海上風電站的質量也有著一定的保障，最后對于我國的風力發電而言，建設投資成本還相對較高，在發展的過程之中也會受到社會經濟的影響，這也是制約我國風力發電技術應用以及發展的重要制約原因之一。

2 當前我國風力發電技術面臨的問題

2.1 風力發電控制系統敏感性不強

我國的風力發電技術在應用以及發展的過程之中依舊存在著不成熟以及不完善的地方，對于基礎設施的構建以及系統控制技術的應用以及發展程度都不高是影響我國風力發電水平的關鍵制約因素。在風力發電控制系統的控制過程之中存在著者敏感度低以及信息采集能力差等缺點，在實際的操作以及運行過程之中可能會造成電力事故，影響風力發電行業的發展。

2.2 風電場建設結構需要優化

我國現階段的風力發電方面的工程建設大多都是建立在陸地上，海上的風力發電場很少，這受限于很多方面的因素。首先，在技術層面上，海上的風力發電項目工程對于相關的施工技術要求相較于陸上風力發電項目更高，需要更加精深的技術設備上的支持。其次，海上風力發電場所的建設工作與陸上不同，要綜合考慮海上環境以及海面以下區域的地質情況以及項目工程建設工作對于海水環境的影響，一切海上風力發電工程的建設工作都不能破壞海水環境。這就對海上風電項目的建設工作提出了更高的環保方面的要求。

2.3 電網的接入工作不完善

對于風力發電的整體工作進行分析，一個較為嚴重的問題就是電網的接入工作并不完善，這就導致了一種局面的形成：風力發電對于風能這種新型能源的應用已經實現，但是無法將這些能源應用到可以利用的產業當中。這對于電網的構建以及風力發電技術的應用范圍能力而言造成巨大的損傷，即使在風力發電技術的應用過程之中提升了風能源轉化的效率但是由于輸入端的連接不完善對于后續的發展而言也是巨大的損失，造成了巨大的資源浪費。

3 風力發電技術中心技術的應用

渦輪發電在我國的風力發電行業是重要的手段以及技術之一是影響著我國風力發電質量以及技術應用是否成熟的關鍵指標之一。渦輪風力發電技術可以根據不同的風力資源進行一定程度的自我適應能力，其功率以及能量的捕捉效率相對較高，對于風力資源的轉化能力也很強，是影響著風力發電行業發展的關鍵因素。但是渦輪發電技術也會存在一定程度的缺點，具體表現在其建設成本相對較高，并且伴隨著更加復雜的算法以及計算機技術的應用，在實際的應用以及發展過程之中依舊存在著技術融合的難點。

4 風力發電的發展趨勢

4.1 大功率中變壓流器拓撲

近些年來，為了能更好的提高風能的轉換效率并降低成本，風力渦輪發電機的標稱功率是已經在不斷的增長了。通常情況下，多電平變流器拓撲主要分為以下五類：具備雙向開關接口的多電平結構；具備多元三項逆變器的多電平結構；具備級聯單相H 橋逆變器的多電平結構；具備二極管箱位的多電平結構；利用飛跨電容的多電平結構。變壓技術的發展以及在未來工業的深層次的發展也是風力發電技術所帶來的重要效益之一，變壓技術與風力發電技術的融合以及相互優化是風力發電技術研究發展的重要方向之一，也是滿足經濟發展方向的關鍵環節，對于未來我國的工業化進步以及發展有著自身的技術價值。

4.2 用于風電場的儲能技術

在我國臨海地區有著十分客觀的風力資源，在使用過程之中將海洋之中的風力資源轉變為相應的電力資源，并且將新能源的儲能技術應用到實際的電網構建過程之中可以將儲能系統優點充分發出來并且將發電風電轉移以備用電需求量大的時候進行電力供應。風力發電機組是整個海水淡化系統的關鍵部分，也是所有海水淡化工作的核心設備。相關工作人員在對機艙中心的高度進行實際調研后得出，風力發電組的機艙中心高度需要達到35米就可以進行做正常的工作內容，除此之外，通過對風速的多方面測量和觀測，可以得出相關的結論，在風力發電機組的機艙中心達到35米的高度時，可以在年平均風速為二到七米每秒的風速環境下工作[1]。這樣的工作狀態持續工作一年能夠帶來小時數高達六千零八十九小時的年利用風能，將風能轉變出來的電能通過儲能技術合理運用到供電系統之中對于電力行業發展起到十分重要的作用。

4.3 海上風力發電以及海水淡化

風力發電機組是整個海水淡化系統的關鍵部分，也是所有海水淡化工作的核心設備。如果風速能夠高達五到十米每秒，發電機組就能達到高效的工作狀態，每臺風力發電機組就可以創造出五到六十千瓦的輸出功率，這樣的工作效率和工作效果能夠帶給相關工作人員一些工作經驗，那就是在實際的海水淡化系統的工作過程中，只需要將兩臺風力發電機組同時用來工作就能實現系統對于功率上的要求。

新能源儲能技術應該與相應的發電場之間構建十分緊密的聯系以便于儲能技術在實際使用過程之中有的放矢，將新能源儲能技術真正落實到電網的優化上面去。風電海水的淡化系統有著較為復雜的內部構造，在整個系統的構成過程里，需要相關技術人員和工作人員對整個海水淡化系統進行科學嚴謹的籌劃。主要需要應用到的技術設備包含了直驅永磁式風力發電機組以及儲能裝置。這兩項設備中蘊含了很多方面的科學理論知識在其中，并且在具體的設備組建以及系統構造的工作上，還存在著很多設備連接以及多種技術設備共同運行的工作細節需要相關技術人員多加注意。

4.4 提升風力發電穩定性 加強與電網構建的融合

我國在對于新能源的開發以及使用過程之中依舊存在著很多的不成熟以及不完善的地方，針對類似于風能、太陽能以及潮汐能能新型能源，在能源的獲取過程之中要對于環境有一個較高的了解以及調研，否則在新能源獲取的過程之中會出現類似于發電不穩定等現象的出現，使得新能源的在轉化為電能的過程之中出現了浪費現象，對于整個行業發展過程而言浪費了巨大的資源十分不必要。新能源應用于發配電過程中，風能與太陽能不能保證其持續性和穩定性[2]，因此電網接入的隨機性和流動性均顯著提升。研究顯示，如果風力發電技術的應用以及發展能夠為我國的電網貢獻更多的動力資源，在電力系統運行中合理應用大規模儲能技術，對新能源發電率的穩定性有著十分重要的影響，其也可保證新能源發電電網電壓、頻率與相位變化相匹配。進而減少新能源發電輸出電壓波動對電網產生的不利影響，而且也可加強風電和太陽能電力并網的安全性及穩定性，此時電網能夠吸收更多的新能源。加強風力發電技術應用提升電力的穩定性，將風力發電技術完美融合到電網的構建之中，為我國的電力行業發展做出貢獻。

儲能系統在電網的調頻過程之中也發揮著十分重要的作用，調頻過程是電網運行過程之中一個十分重要的環節，相應的調頻過程的完成質量也會直接關系到最后的發電質量以及整個電力系統的運行過程[3]，對于整個發電到最后的配電整個過程都產生十分重要的影響。相比較于傳統的儲能技術以及傳統的調頻技術而言，現在新能源技術背景之下的能源儲備以及調頻技術發展比較成熟，在實際的使用過程之中能夠根據實際情況迅速做出相應的對策，使得調頻過程的精度更高并且相應的充放電的效率也更高，有研究表明這種調頻技術的應用效果相比較于傳統的調頻技術而言有著更高的使用價值，并且在使用過程之中有著更高的安全系數，對于電力行業的發展以及電網的構建有著十分重要的作用。