电力工程可持续发展与风力发电

冯哲建

【摘 要】近年来，各种能源紧缺、环境污染严重，发展低碳、节能、可再生的新能源已成为各国发展的首要任务。在此背景下，清洁可再生的风能在电力工程领域得到了越来越广泛的应用与普及。风力发电是一种具有大规模开发条件的可再生能源之一，是电力可持续发展的重要组成部分，全球风电的大规模开发促进了新能源的持续稳定发展。

【关键词】电力工程;可持续发展;风力发电

电力是现代能源发展的核心，能源安全稳定供应是社会经济发展的基础，电力可持续发展是能源稳定供应的重要保障。随着科技的进步及环保的需要，可再生能源是未来能源发展的主要方向。而风力发电是最成熟、开发规模最大的可再生能源之一，有着广阔的发展前景。本文对电力工程可持续发展与风力发电进行了重点论述。

一、我国风力发电现状

我国并不是开发和使用风能最早的国家，但却拥有着惊人的发展速度。以风力发电厂的装机容量为例，装机容量正以平均每年一定量的增长幅度稳步递增。当前，很多地区都建立起了风力发电场厂，并且装机容量已达到了一定的规模，因此，我国的风力发电已取得了十分不错的成绩。我国的风力发电虽然发展快速，但与其他国家相比较仍处于中游阶段。这说明了我国的风力发电依然有发展上升的空间，因此需要继续不断的研究，并借鉴其他国家的先进技术，促进我国风力发电行业的稳步发展。

二、风力发电在电力工程可持续发展中的作用

1、有效抑制温室效应。温室效应的产生导致了全球气温变暖、冰川融化、海平面上升，给人类的生存构成了一定威胁。与其他发电技术不同，尤其是传统发电技术，风力发电技术作为当代一种新型的、洁净可持续发电技术，具有的最大优势是能有效抑制温室效应，防止其向大范围扩散与蔓延，控制温室效应的进一步加剧，降低温室效应给全球生态环境带来的负面影响，在温室效应控制方面发挥着巨大的作用、具有重要的意义。这主要是因利用风能来发电，在发电过程中不会产生任何温室气体和污染性气体。整个风力发电过程不仅不会对生态环境和空气造成任何的污染与破坏，而且还能有效改善被污染的空气与生态环境。此外，风力发电还能有效减小沙尘暴造成的危害，抑制沙漠的扩散和生长，能在一定程度上起到保护绿色植被的作用。

2、实现为偏远地区的供电。在我国电力工程建设中，由于偏远地区交通不便、设施落后、且多为难行的山区，所以偏远地区供电一直以来都是电网建设中的难点。从我国可持续发展战略角度考虑，如果继续采用传统的、一般的供电方式对偏远地区进行供电，不仅无法顺利有效的进行，而且会造成施工成本的大幅增加，这绝对不符合经济性原则和可持续发展战略要求。实践证明，风力发电可很好的解决这一难题。风力发电凭借低成本、适应性强、可循环利用、洁净环保、有效促进可持续发展等诸多优点而成为偏远地区供电的最佳对象。

三、利用风力发电实现电力工程可持续发展的对策

1、严格风力发电项目的建设程序。过去在一些建设项目上由于没有按项目建设程序进行，给国家造成了极大浪费。我国的风力发电规模化开发才刚刚起步，因此国家有必要严格要求按照国家项目建设程序进行，以减少不必要的损失。风力发电建设项目应在风力发电场工程规划的基础上开展工程勘测设计，在完成工程勘测设计并得到国家相关部门核准后，再开展项目的设备招标和工程建设。

2、电网的系统规划应与风力发电发展规划相配套。长期以来，我国电网系统的建设主要与火电和水电的发展相适应，而风力发电的发展将对电网系统的结构提出新的要求，尤其是电网的接入问题已成为制约风力发电发展的瓶颈问题。例如：风能资源富足的内蒙古、甘肃等地，目前很多地方电网还没有覆盖到;今后大规模开发近海风力发电场等，不仅接入电网的技术难度大，而且一般都处在电网的末端。因此，国家应统筹规划电网系统，以适应我国大规模风力发电开发的发展需要;同时，随着风力发电装机规模的扩大，在电源点的布局上要加大抽水蓄能电站的选址建设，以形成风力发电、水电互补，克服和减少风力发电电能质量由于随机性所带来的弊端。

3、加大资金投入，加快风力发电机组本地化。以前，大部分风力发电场的建设是引进国外的风力发电机组。由于进口设备价格高，使许多风力发电项目单位千瓦综合造价高、风力发电电价过高，这也是我国风力发电发展一直缓慢的主要原因之一。因此，国家有必要加大资金投入，通过技术、贸易结合等方式，本着引进、消化、吸收和自主开发相结合的原则，使我国逐步掌握大型风力发电机组制造技术，以加快我国风力发电机组本地化进程。风力发电机组本地化率提高后，风力发电场的综合造价将会降低，有利于我国风力发电的发展。因此，我国大力发展风力发电的根本出路在于实现风力发电机组国产化。

四、发展前景

1、中压变流器拓扑功率不断增大。根据近年的不断研究，为了使风力资源的成本降低和转换风力资源的效率，风力的涡轮发电机的发电功率得到了飞快的增长。器件的额定功率不断的得到提高，而且开关和导通也逐渐的改善，所以多电平变流器所具有的优点会不断被人类所挖掘出来。风力发电的系统优劣由开关损耗的导通损耗和比率所决定，即使在工作中多电平变流器的导通受到较高的损害，但它的开关频率却十分低，所以其开关损耗也会随之变得十分低。风力涡轮所具备的发电市场，由电压和电流的额定值不断的使其标称功率逐渐得到提高。多电平变流器在使电压的额定值不断提高的过程中，可把风力电场和风力涡轮的发电机身上的变流器之间的配电与网络相连接，所以能有效的把笨重的表压器所淘汰。

2、风力电场具有的储能技术。风力电场可很好的使风力发电在技术和经济上具有很强的吸引力，储能系统对维持电压频率具有重要的作用，它不但能在15min之内为海量储能，还可在很短的时间内吸收和注入一定的能量。在整个风力发电的系统中包含了许多种的储能系统。关系到风力发电技术蓄电池的储能系统，液态蓄电池是最好的蓄电系统，因它可很好的提供单位储能和送点成本的最佳状态，和之前的蓄电系统进行比较，液态蓄电池系统的优势能很好的使澳和锌两种化学材料间发生的化学反应结合起来，这样的蓄电池可很好的使能量密度高于铅酸的蓄电池系统。所以关于锌澳的液态蓄电池系统将会在可再生资源的发展中具有良好的发展前景。

3、海上的风力发电。风力涡轮的发电技术将不断的朝着离岸的趋势发展，因海上的风能资源十分丰富，在海水较浅的地方可安装风力的涡轮发电机进行发电，最重要的是，在离岸安装涡轮发电机，发电所产生的能量巨大，可多出在陆上的涡轮发电机能量的一倍左右。用传统的空气流通的热量可很好的使输电系统得到调节，进而解决电阀和风电场的相连，在高压直流把输电连接到电网和电场组织时，电同时被运送到了负载中心，在高压直流输电进入到电网技术时需具备一定的特点：大陆扰动与离岸安装两者隔离;电缆功率只會出现较低的损耗情况;发送端和接受端的频率相互不受影响，相对独立;电缆功率在传输容量时容量不高;可有效控制和确定系统的功率流;输电距离不会受到电流影响。

综上所述，电能作为日常生活生产中必不可少的消耗品，普通的能源供电既消耗资源又污染环境。而风力发电是一种节能环保的新型发电技术，它是通过一些装置设备将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能，然后将电能接入配电网向用户供电的一个过程，其不会对环境造成任何污染。

参考文献：

[1]陈观福.电力工程可持续发展与风力发电[J].聚焦，2014（06）.

[2]黎发贵.风力发电在中国电力可持续发展中的作用[J].贵州水力发电，2014（01）.

（作者单位：大唐（通辽）霍林河新能源有限公司）