我国大型风电技术现状与展望

冯磊

摘 要：近年来，我国社会经济不断发展，社会上对能源资源的需求也逐渐增大。但世界上可用的一次能源正在逐渐匮乏，发现和利用新型能源，成为一个关键问题。风力发电是当前新型能源利用的一种主流形式，在能源资源紧张以及环保压力增大的条件下，风力发电的需求与日俱增。当前，我国风力发电技术正在迅速发展进步，并逐渐普及应用。文章对我国大型风电技术现状与展望进行分析研究，以期能够帮助提高风力发电技术的实际应用水平。

关键词：大型风电技术;应用现状;发展展望;分析研究

中图分类号：F426.61 文献标识码：A

我国的迅速发展，离不开能源资源的大力开采与应用。常规能源以煤炭、石油、天然气等为主，这些一次能源资源可用总量有限，且其使用会造成严重的环境污染问题。随着科技的发展，对可再生能源进行开发和利用，成为世界各国发展中的一个重要问题。风能是一种十分重要且关键的可再生能源，其有着诸多优势优点，利用风能发电，已经成为世界大多数国家的一种战略选择。相比火电，风电有着可再生、无污染、能量大、应用前景广泛等优势。我国的风能储量极大，且风能分布面较广，有着巨大的开发与应用潜力。近年来，我国的大型风电技术获得了迅速的发展，但也逐渐暴露出部分问题，影响着大型风电技术的实际应用效果。因此，文章对我国大型风电技术的现状与展望进行分析研究，有着现实的价值和意义。

1 我国大型风电技术现状

经过数十年的发展，我国大型风电技术已经有了长足的发展与进步，在我国有着较为普遍与广阔的应用。本部分将对现阶段我国大型风电技术的应用现状进行探析。

1.1 风电机组装机总量不断提升

我国幅员辽阔，风能资源的分布范围较为广泛，且风能储量极大。随着我国科学技术的不断发展，以及我国各地区环境污染问题的加剧和资源能源的大量损耗，我国风电机组装机总量正在迅速提升。从现有掌握的数据进行分析，我国风电机组装机总量在持续提升，能够为基础设施建设提供更多地帮助与支持。首先，我国的风电机组装机总量不断提升，能够更加高效和优秀地发挥出大型风电技术应用的效果与质量。由于我国国土面积辽阔，在自然资源的利用方面偏向于综合化应用[1]。而大型风电技术在实际应用操作过程中，即使是在微风状态下，也依然能够发挥出较为良好的风力发电效果。其次，风电机组装机总量的提升能够为其他地区的电力工作提供较大帮助。虽然在我国部分地区风力能源的储量相对较小，但风电机组装机总量的提升，也能够在一定程度上更好地发挥大型风电技术能力，促进其他可再生能源、清洁能源的有效利用，形成一个良好的电力体系。

1.2 海上风电技术逐渐成熟

对风力能源发电而言，最为重要而关键的工作重点在于风能是否充足。相比陆地上的风力能源，海洋风力能源更加充足。由于海面平坦宽阔，加之易形成风能，因此海上风电技术有着更加广阔的应用与利用空间。我国的海岸线较长，且海洋面积广阔，充分地应用海风进行发电，能够更进一步地推动风电技术发展[2]。近年来，我国海上风电技术的利用应用体系、相关机械设备、基础设施等，已经不断投入建设，并相继正式使用，为沿海地区电力体系的发展提供了巨大的帮助与支持。海上风电技术的逐渐成熟，能够更好地推动和促进大型风电技术在未来的应用与落实，减少环境污染问题。

1.3 大型风力发电设备装备制造技术创新发展

在我国风电装机容量快速增长、海上风电技术逐渐成熟的同时，我国风电设备装备的制造技术也获得了长足的进步。就目前而言，我国大型风力发电设备装备制造技术的创新发展，体现在以下几个方面：

1.3.1 单机容量的稳步提升

二十世纪八十年代，我国开始研发大型风电技术。当时我国的旧式风力发电机组的单机容量仅为20-60千瓦，现今我国风电市场上商业化的机组单机容量一般为600-2500千瓦，且兆瓦级商品已经商业化。陆上风力发电机组的单机容量能够达到2兆瓦，近海单机容量则能够达到5兆瓦[3]。

1.3.2 风电机组形式的多样化

我国的大型风力发电设备，已经由恒定速度运行向变速运行发展。这样的风电机组形式变化，有发电量大、风速变化适应性强、噪音低、风轮效率高、功率因素控制精确等优点。

1.3.3 无齿輪箱系统的市场份额逐渐扩大

在大型风力发电设备中，齿轮转动问题是一个关键问题，齿轮转动不仅会降低风力能源与电力能源之间转换的效率，也会产生噪音等问题，严重情况下也会导致设备出现机械故障问题。针对风力发电设备中的齿轮转动问题，需要对其进行定期的维护与润滑清洗，减少其机械磨损。而无齿轮箱的直驱风力发电方式，虽然在一定程度上提高了风力发电机组设备的设计成本，但是有效地提高了整体发电系统的运行效率和运行可靠性。

1.3.4 风轮输出功率控制方式的转变

一般情况下，风力发电设备有失速调节和变桨距调节等两种方式。失速控制是在风轮转速不变的条件下，风速超过额定值后，叶片会发生失速，从而将风轮输出的功率限制在一定范围内。失速控制的优势是，叶片与轮毂之间不存在运动部件，也不需要复杂的控制程序。在失速过程中，风力设备的功率波动相对较小。但是其也有着风力发电机组性能受限、启动风速较高，风速超过额定值后发电功率下降、需要叶尖刹车装置、发电机组动态负荷大等缺点与不足。而变桨距调节则是沿着桨叶纵轴旋转叶片，控制风轮的能量吸收，保持一定风力输出功率的一种风轮输出功率控制方式，其有着机组启动性能较好、输出功率稳定、机组结构受力小等优势，也有着故障几率较高、控制程序较为复杂等不足。这两种控制方式各自有着优势与不足，应当根据实际应用需要进行合理选择。从目前市场角度看，变桨距调节方式的风电机组应用较多。

2 我国大型风电技术存在的问题

虽然我国大型风电技术经过了迅速的发展，有了长足的进步。但不可否认的是，我国在大型风电技术领域还存在一定的问题和不足，与西方先进技术还有一定的差距。本部分将对我国大型风电技术应用存在的问题进行探究。

2.1 国产风电机组设备质量较低

我国部分国产风力发电机组设备存在一定的质量问题，导致风电场的可利用率较低。就目前而言，我国采用国产风力发电机组的风电场，其机组可利用率明显低于采用国际先进品牌的风力发电机组。根据现有数据可知，整体的可利用率相对低于7%。除此之外，国产风力发电机组设备的质量问题，已经成为我国大型风电技术发展中的一个关键问题。

2.2 风电机组设计与国外存在差距

我国风力发电技术应用前期，更多地依靠国外先进的设计理念与设计技术进行合作设计。自主设计能力较为薄弱，在设计经验方面与国外先进国家相比仍存在一定差距。我国当前风力机组设计能力较差，没有开发出适用的风力机组设计工具软件。

2.3 风电机组关键部件方面与国外存在差距

现阶段，国内兆瓦级以上的风力发电机组配套的相关关键部件，已经进入到批量生产阶段。但其质量与性能与国外还存在差距，整体的关键部件生产技术仍处于初级阶段。

3 我国大型风力发电技术展望

3.1 风力发电技术应用规模

随着我国的高速发展，我国对能源资源的需求也在迅速提高。我国大型风力发电技术的未来发展，必定是向着规模化、大型化的方向进行与进步。根据我国目前电力能源资源的应用情况进行分析，我国未来风力发电技术的应用规模将会达到总量2.1亿千瓦以上。其中，海上风力发电装机量将达到500万瓦以上，风力发电量将占我国总发电量的9%。

3.2 风力发电装机结构调整

我国风电发展在未来将会向我国中东部以及南部地区逐渐转移，一方面能够更好地为我国中东部以及南部地区的电网和电力体系发展提供帮助和支持;另一方面也能够为我国风电的持续开发提供更加广阔的市场。

3.3 电网综合建设与应用服务发展

我国风电总发电量在不断增加的同时，高速度、大规模电网的综合建设，不仅能够解决我国现有电网中存在的问题与不足，也能够为我国大型风力发电技术的发展提供巨大的帮助与支持。同时，国家多项措施与政策的出台，也能够带动我国风力发电技术更加广阔地应用。除此之外，我国风能资源数据库与相关应用服务正在逐步完善，能够显著提高我国国产风力发电机组设计与生产的性能与水平，推动风力发电技术应用。

3.4 相关技术创新发展

我国风力发电技术相比以往，已经有了长足的创新与进步，如磁悬浮技术的应用以及风电功率预测预报技术的应用，极大地提高了我国大型風电技术的应用效果与实际应用水平。而大容量储能技术等新技术的研究与完善，将会在后续的实际应用中推动我国大型风电技术进步。

4 结语

总而言之，随着我国环境污染问题的加剧以及一次能源资源应用难度的逐渐上升，对风能加以利用成为一个关键问题。风电技术是利用风能的一种具有多种优点、优势的新型能源利用技术，文章对我国大型风电技术的应用进行分析，对其应用现状、存在问题与未来展望进行多角度阐述与总结，希望能够帮助提高我国大型风电技术的实际应用水平与效果。

参考文献

[1] 孙婧.风力发电及风电并网技术现状与展望[J].中国新技术新产品，2016（3）：74.

[2] 胡小康.风力发电及风电并网技术现状与展望[J].城市建设理论研究（电子版），2016（9）：971-971.

[3] 路春辉.中国风电技术现状及发展趋势[J].建筑工程技术与设计，2017（11）：1395-1395.