新能源發電風力發電技術研究

佟立

摘要：在環保大背景下，踐行環保理念，實現可再生資源的開發與利用，成為現階段各個行業所關注的重點內容。風能資源作為一種廣泛分布的能源形式，其本身具有無污染，成本低的優勢，在風力發電技術逐步發展成熟的背景，風電資源成為代替化石燃料的重要資源，發展應用風能資源對于改善能源結構，促進可持續發展具有重要的意義，基于這一背景，相關部門需高度重視風力發電技術的開發與利用，明確影響風力發電穩定性的各項因素，然后采取有效措施，有效提升風電能源的質量，以此來進一步優化調整中國的能源結構。

關鍵詞：新能源;風力發電;技術要點

引言

與其他國家相比較，中國的風力發電技術依然存在滯后性，特別是專業技術方面，諸如大型機的設計、調速調頻技術以及失速調節控制技術等等，依然需要進一步完善。

1 風力發電原理

風力發電的過程中實際上就是利用風力的動能，推動螺旋葉片旋轉，從而將風力的動能轉化為機械能，由于葉輪的轉軸與發電機的轉軸連接，形成傳動鏈，因此在葉輪轉動的過程中，發電機也能轉動，從而將機械能轉化為電能。現代社會隨著節能環保理念的深入，風力發電技術有了很大的發展，在這個過程中風力發電系統的復雜性也在不斷提升，目前風力發電系統主要包括齒輪箱、偏轉航系統、液壓系統、剎車系統以及控制系統等。在風力發電系統運行的過程中，齒輪箱能夠通過齒輪之間的組合，有效的提升發電機的轉速，在提升發電功率的同時，也能保證發電的穩定性。偏航系統能夠根據風向的變化對風輪的掃掠面進行靈活的調整，使掃掠面能夠與風向保持垂直，從而最大程度的捕獲風能，提高可利用率。在風力發電系統中變槳距風機以及風輪葉片需要能夠圍繞根部中心旋轉，從而讓風力發電系統能夠適應不同的風況。在風力發電系統停機時，變槳系統通過控制葉片回槳減少動能吸收，增加風阻系數，從而便于風力發電機停機，在特別是在風機緊急停機的過程中，液壓系統以及高速剎車系統會延時投入運行，保障機組安全可靠。對于現代風力發電系統來說，控制系統是實現風力發電系統自動運行的關鍵，能夠對風力發電各系統模塊進行控制，確保風力發電機能夠在穩定的電壓以及頻率下運行，實現風力發電系統自動并網以及脫網，并且能夠對系統的整體運行情況進行監控，一旦發現系統在運行的過程中出現異常，會及時的發出警報信息，有利于對風力發電系統故障進行及時的停機處理。

2 風力發電技術要點

2.1 同步發電機組并網技術

實際工作中，能夠在形成無功功率的同時實現有功功率的輸出，其周波較為穩定，所產生的電能質量較高，確保終端用電設備的正常運轉，被廣泛地運用在電力系統中。但其具有一些弊端，即無法有效控制風速，使得運行轉子轉矩無法保持穩定運行，并對電力系統產生較大的沖擊，降低設備的使用壽命。同步發電機組并網技術在電力系統實際應用期間，其常常出現運行所需精度與轉子轉矩之間不符的問題，降低了電能質量，難以保障最終形成的電壓與電網電壓保持一致。另外，若電力系統工作人員在進行并網過程中無法高效控制該技術，極易出現失步或者無功振蕩等問題，影響電能質量。為了擴大同步發電機組并網技術的運用范圍，應借助在電機與電網間安置變頻裝置技術實現，加快同步發電機組并網技術的應用速度。

2.2 異步發電機組并網技術

異步風力發電機中涉及到的控制裝置并不復雜，在完成并網后，能夠顯著提升該發動機的運行質量。而異步風力發電機組并網在具體實踐中，往往會出現一些問題，例如，產生過大的沖擊電流，增加電網無功補償難度，減小電力系統中的電壓值，引發運行安全隱患;電力系統會產生無功補償與磁路飽和，這就在一定程度上增加無功激磁電流，減小低電力系統功率值。針對上述問題，相關部門必須切實做好電力系統的監督工作，加大對各種問題的預防力度，以此來確保異步風力發電機組并網運行的有效性。同時，在異步風力發電機運行過程中，并不要求其調速具備較高的精準度，因此無需安裝同步設施和進行整步操作，僅需確保同步轉速和轉速統一即可，但注意不可存在過大的差距。當異步風力發電機與風力發電機相結合以后，其控制裝置相對比較簡單，且異步風力發電機組并網后，也不會產生無功振蕩或是失步問題，這就有效保障了電力系統運行的可靠性與安全性。

2.3 無功電壓自動控制技術

在風電機組運行的過程中，子站能夠對設備的無功電壓進行監測，所獲去的無功電壓數據能夠通過通信線路反饋到綜合監控系統中。系統對于無功電壓的控制方式可以分為兩種，一種是遠程控制方式，另一種是現場控制方式。在遠程控制方式下，子站能夠對無功電壓控制的目標進行自動化的追蹤，而在現場控制方式下，子站主要是通過根據對預定的并網點電壓目標曲線進行控制。在該技術體系下，可以通過人工的方式來對子站的運行進行控制，同時也可以利用人工的方式對風電場中各種設備進行開啟以及閉鎖，通過采取人工干預與自動化系統結合的方式，保證風電場設備運行的穩定性。在使用該技術的過程中，子站能夠發揮巨大的作用，促進風電機組自身無功調節能力的發揮，確保無功電壓處于合理的區間內。

3 結束語

在電力事業快速發展中，重視風力發電并網技術的應用，可實現對風力資源的有效開發與運用，踐行環境保護理念的同時提升電能質量。另外，明確不同風力發電并網技術的優劣勢，并通過電壓波動以及閃變抑制、增強電能消納水平、實現電網智能化發展、機組設計改進等策略實現電能質量的控制，推進風力電網并網發展。

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