風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及關(guān)鍵問題闡述

劉乃權(quán)

摘 要：運用風(fēng)力發(fā)電符合節(jié)能環(huán)保理念，能夠充分利用風(fēng)力資源滿足供電需求，優(yōu)化電力企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。然而，和西方發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電起步較晚，各方面管理體系還不是很完善，發(fā)電機組運維機制尚須健全。本文將簡單分析風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及關(guān)鍵問題，并綜合探討解決對策。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電技術(shù);現(xiàn)狀;關(guān)鍵問題;解決對策

一、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀

國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在三個方面：第一，運用風(fēng)力發(fā)電的企業(yè)數(shù)量在持續(xù)增加，風(fēng)電場建設(shè)規(guī)模在不斷擴大。電力企業(yè)非常重視推廣和應(yīng)用新能源，在風(fēng)力發(fā)電工作中堅持低碳環(huán)保理念。

第二，單機的容量呈遞增趨勢。國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)水平在不斷提升，獲取了可喜的發(fā)電成果，使單機容量也呈現(xiàn)遞增趨勢，有效提升了發(fā)電效益。

第三，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展呈穩(wěn)定化態(tài)勢。中國非常重視發(fā)展新能源企業(yè)，國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)具備良好的穩(wěn)定性與安全性，使風(fēng)力發(fā)電發(fā)展能保持穩(wěn)定狀態(tài)，就拿海風(fēng)發(fā)電技術(shù)來說，因為海風(fēng)的強度比較大，發(fā)電技術(shù)有較強的抗干擾性，能使發(fā)電工作保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

第四，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展步入了商業(yè)化。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)為電力企業(yè)以及整個國民經(jīng)濟帶來了良好的效益，企業(yè)與相關(guān)組織紛紛將風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用于營銷活動，從而使風(fēng)力發(fā)電技術(shù)步入了商業(yè)化，獲取了豐厚的經(jīng)濟收益。

二、風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵問題

（一）風(fēng)力資源分布不均勻

中國疆土幅員遼闊，風(fēng)力資源分布不均勻，很明顯，在東南沿海和西北地區(qū)，風(fēng)力資源豐富，沿海地區(qū)多海風(fēng)，西北地區(qū)在春季和冬季多西北風(fēng)。其他地區(qū)的風(fēng)力資源較少，這樣必然會影響風(fēng)力發(fā)電的均衡發(fā)展。

（二）風(fēng)力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)須待完善

和發(fā)電國家相比，國內(nèi)風(fēng)力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)并不完善，雖然風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展態(tài)勢良好，機組設(shè)備零件卻相對落后，產(chǎn)品創(chuàng)新不足。當(dāng)前電力企業(yè)風(fēng)電場所使用的風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備大多引自國外，國內(nèi)設(shè)備研發(fā)工作尚需加強。

（三）風(fēng)力發(fā)電機組運維機制尚須健全

確保電力企業(yè)風(fēng)電場的正常運維，理應(yīng)做好電氣設(shè)備安全檢修管理工作，優(yōu)化設(shè)備檢修模式，定期對重要設(shè)備進行維修保養(yǎng)，不斷提高設(shè)備故障診斷技術(shù)以便于及時修復(fù)故障，對于磨損嚴(yán)重的零部件，應(yīng)予以替換。風(fēng)電機組設(shè)備會隨著運行時間的持續(xù)增加而出現(xiàn)各種故障問題和零件磨損現(xiàn)象，這樣不僅會削弱整個設(shè)備系統(tǒng)的使用性能，而且會影響設(shè)備的安全性，如果不加以重視，很容易滋生安全事故。因此，健全風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備尤為重要。然而，當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電機組運維機制并不完善，不少風(fēng)電場長時期未曾檢修機組設(shè)備，這樣很容易導(dǎo)致機組設(shè)備受損，進而引發(fā)事故。另外，部分風(fēng)電場雖然會對機組設(shè)備進行檢修，運維管理技術(shù)卻相對落后，難以發(fā)揮應(yīng)有的維修作用[1]。

三、解決對策

（一）克服風(fēng)力資源分布不均問題

對于國內(nèi)各地風(fēng)力資源分布不均問題，理應(yīng)進一步完善風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)電力資源遠(yuǎn)距離傳輸。某電力企業(yè)為了克服風(fēng)力資源分布不均問題，自主研發(fā)了先進的高壓電穿越技術(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)1.5MW和3MW的機組高電壓穿越。早在2018年年末，該企業(yè)就完成了27個高壓電穿越項目，一共配備了2300臺風(fēng)機，為本企業(yè)獲取的凈利潤高達(dá)一億元以上。對于風(fēng)力資源不足問題，該企業(yè)對所處地區(qū)的風(fēng)電場實施改造，科學(xué)分析了風(fēng)電場所處區(qū)域的風(fēng)資源條件及其運行狀況，為確保荷載的安全性提供了科學(xué)的優(yōu)化方案，從而有效提升20%的發(fā)電性能，實現(xiàn)了電力資源的遠(yuǎn)距離傳輸[2]。此外，發(fā)電技術(shù)人員在日常工作中需要對風(fēng)電場實際情況、生產(chǎn)車間和大數(shù)據(jù)中心進行全面調(diào)研，運用風(fēng)機測試風(fēng)速與風(fēng)能，充分利用風(fēng)資源提供額外發(fā)電量。

（二）完善風(fēng)力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

完善風(fēng)力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，需要研發(fā)先進的風(fēng)電機組設(shè)備，改善設(shè)備零件，促進產(chǎn)品創(chuàng)新。與此同時，應(yīng)重視優(yōu)化風(fēng)電機組獨立變距控制中ABB變頻器的應(yīng)用方案，著重改善電動變槳距系統(tǒng)，遵循變槳原理，實現(xiàn)3個槳葉的變槳，這樣有助于收集更多的風(fēng)能，促進區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化。圖一就是電動變槳距系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

從圖一可以看出系統(tǒng)中有三個槳葉，能夠同步啟動變槳程序，遇到緊急情況后，各槳葉會通過獨立變槳來實現(xiàn)氣動剎車，ABB變頻器中有可以持續(xù)進行監(jiān)控，對電機溫度、電機剎車的狀態(tài)、限位開關(guān)、電源與其他參數(shù)進行持續(xù)而全面地監(jiān)控。一旦出現(xiàn)某一種故障，變頻器會自動采取措施將片葉轉(zhuǎn)移到安全的停止位置，暫停風(fēng)力發(fā)電，并將運行情況及時反饋給主控制器[3]。

（三）健全風(fēng)電機組設(shè)備運維管理機制

確保風(fēng)電機組設(shè)備的安全運行，必須重視健全風(fēng)電機組設(shè)備運維管理機制，改善運維管理技術(shù)。在信息時代，運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)開展風(fēng)電機組設(shè)備維修工作，有助于準(zhǔn)確定位設(shè)備故障類型，推進維修工作步入智能化，提高維修質(zhì)量。大數(shù)據(jù)技術(shù)涉及到了多個技術(shù)層面，可分為大數(shù)據(jù)技術(shù)層面、數(shù)據(jù)系統(tǒng)技術(shù)層面、數(shù)據(jù)系統(tǒng)組裝技術(shù)層面、計算機部件技術(shù)層面。同時，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)組合有八個要點：第一，數(shù)據(jù)運算模式;第二，數(shù)據(jù)運算器系統(tǒng);第三，中央處理器;第四，指令系統(tǒng);第五，CPU;第六，運用總線輸入輸出系統(tǒng);第七，流水線原理;第八，存儲體系。運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)維修風(fēng)電場設(shè)備，需要搭建虛擬平臺，在具體搭建過程中，必須確保平臺功能的兼容性。而且，要發(fā)揮虛擬技術(shù)的作用，該技術(shù)能夠全方位模擬風(fēng)電場電氣設(shè)備的組裝和維護流程。在風(fēng)電場設(shè)備維修工作中，借助虛擬技術(shù)可以對設(shè)備故障類型實施精準(zhǔn)排查，預(yù)先落實設(shè)備維修方案，與此同時，設(shè)備維修工作人員需要對風(fēng)電場設(shè)備應(yīng)準(zhǔn)確識別和歸納引發(fā)故障，以此還原真實故障，優(yōu)化檢修模式。一般來講，運用虛擬平臺全面分析風(fēng)電場設(shè)備故障，有助于制定更先進的維修方案，進一步提高設(shè)備維修質(zhì)量。從技術(shù)框架來看，大數(shù)據(jù)虛擬維修技術(shù)建模主要分為五項：第一，虛擬人體和工具建模。第二，虛擬化維修環(huán)境建模。第三，虛擬化維修過程建模。第四，虛擬維修過程的仿真分析。第五，基于虛擬維修仿真的維修性分析及評估模型。在虛擬維修技術(shù)支撐下，虛擬性建模主要包括虛擬化人體建模以及針對風(fēng)電場設(shè)備內(nèi)部各種零件和工具的三維化數(shù)字建模，建模軟件有CAD和CATIA。

結(jié)束語：

綜上所述，提升風(fēng)力發(fā)電效率，電力企業(yè)理應(yīng)進一步完善風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)電力資源遠(yuǎn)距離傳輸。同時，要注重完善風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，做好風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備運維管理工作。

參考文獻：

[1]李凱.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].低碳世界，2019（28）：50-51.

[2]董爽.風(fēng) 力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀 及關(guān)鍵問題分析[J ].才智，2019（6）：226.

[3]劉蘭君. 風(fēng)電場設(shè)備維修管理系統(tǒng)的設(shè)計分析[J]. 風(fēng)電場運維信息，2020，26（17）：158-159，181.