风力发电技术的问题及发展探究

张罡

摘要：随着各领域的不断提高和发展，能源短缺问题日益严重，加大对于可再生能源的开发利用成为未来发展的重要趋势。风力能源作为我国广泛存在的重要可再生能源，其在应用中表现出了较为明显的无污染以及大能量特点，因为其潜力巨大且分布比较广，进而也就在我国很多地区得到了推广和应用。

关键词：风力发电技术;问题;发展

引言

由于全球经济的逐步发展与复苏，全球变暖的问题也更加明显。目前，燃烧具有污染性的能源与使用不可再生资源是造成全球变暖的主要因素，所以，世界各国都在加大对可再生能源与清洁能源的研究。风能是一种便利的清洁能源，其在目前的发展中已经获得了较大的成果。

1风力发电技术存在的问题

1.1风力资源分布不均

我国风力资源主要集中于西北内陆与东南沿海地区，随着风力发电企业的成熟，要防止出现产能过剩问题，当前我国风力发电急需解决的问题是远距离运输问题。

1.2产业链不完整

我国风力发电的核心部件还主要依赖进口，如电气可编程控制与集电环等部件，而且当前风电机组整机设计还有待进一步提高，还需解决运输、维护、咨询、监测等诸个方面的问题。

1.3单机容量加大但理论经验不足

我国当前风力发电单机容量明显增大，但还不具备完善的理论知识体系与实践经验，还不能进行科学精细的载荷极限计算。风力发电单机容量增大有利于降低整体投入成本，提高发电效率，将来必然会得到迅速发展。

1.4安全性能不高

由于我国风力发电技术还处于发展阶段，因此必然存在一定的缺点，安全性能还有待进一步提高，尤其是在并网与运输方面。当前风力发电机组主要事故原因表现在没有认识到装机阶段技术的重要性，自身管理有待完善等几个方面，导致风力发电系统的可靠性与安全性不高。要求技术人员要重视解决风力发电机组脱网等问题，保证整个系统的日益完善，提高风力发电机组的安全性。

1.5机组故障频发

我国当前由于风力发电技术还没有大面积推广，很多地区的风力发电技术没有进行改革，风力发电机组的安全性有待进一步提高，导致风力发电机组事故频发，严重影响了风力发电系统的稳定运行。

2针对问题的解决对策

2.1提升风电质量

为了提升风电质量，能够使用超导储能技术，让风力发电机组的频率与输出电压保持稳定。该种技术是一种全新的柔性交流输电的技术，具有无污染、高功率、长寿命等优势，对于无功或者有功的功率具有释放与吸收的效果，进而使其达到电力系统的要求。

2.2改进机械结构

对机械结构进行改进，能够从以下两个方面着手：其一，能够利用先进的驱动设备，把齿轮箱与主转动轴等相结合，降低机组零部件的使用，进而极大地增强系统的工作效率、安全性、稳定性，并减少部件安装与维修的经济支出;其二，能够对机械的结构动力学设计展开优化，防止由于风力的变化影响到机械结构的负荷，并减少零部件所受到的应力，降低整个机组与部件的重量，极大地降低成本。

2.3提升安全性能

为了增强风力发电机组的安全性，就需要对风电机组展开超速测试，检测超速保护动作、超速通道、超速模块、超速传感器后制动回路的动作情况。同时，还需要对风电机组展开紧急停机测试，测试机械刹车制动、备用电源、顺浆回路等是否能够正常工作。除此之外，还需要对风力发电机组展开振动试验，检查保护动作、保护通道、保护测量元件等能不能够正常工作，从而确保机组的安全性。

2.4改进控制技术

对于风力发电系统的易干扰、不稳定的问题，一般使用系统模型控制的方式予以解决，但是该种方法具有一定的局限性，所以其仅限于某个系统的指定周期使用，难以有效地预防能量转换多个过程中所产生的变化。在风场运行的环境下，风电机组由于无人值守，所以对系统的控制有着更高的要求。使用自适应控制器，能够让风电机组在最大的范围内，使用功率系数得到优化。其工作原理为，利用对系统的输入输出展开测量，分析控制过程中需要的参数，并利用控制系统展开控制。相比于原有的控制器，自适应控制器性能得到了较好的优化，性能大大增加。它通过构建出准确的数学模型，对风力发电机组的电功率展开控制，进而更高效地进行控制，并节约成本。

3风力发电技术发展路径

3.1风电机组技术创新发展

在未来风力发电技术的创新发展中，首先应该重点关注于风电机组相关核心技术的创新研究，确保我国未来风电机组的设计和制造能够具备自主研发能力，在引入先进技术的基础上，能够较好实现吸收和自主研究，力求逐步摆脱对于国外发达国家的依赖。针对风力发电机组的构建而言，其往往涉及到了多方面内容，技术要求同样也比较高，为了确保各个风力发电机组能够在未来形成高效可靠运行效果，往往需要充分考虑到各个关键组成部件以及所有技术手段的创新。此外，在风力发电机组方面的技术创新研究还需要重点关注于大型化发展趋势，力求借助于规模更大的风力发电单机设施，促使风力发电技术可以更好发挥作用，可以体现出更强发电能力，对于风力资源的应用更为高效。伴随着当前我国风电行业中容量风电机组的流行，该方面的研究力度同样也需要不断加大，力求在该方面能够逐步具备世界领先水平，实现专利技术方面的突破，体现更强竞争力。

3.2控制技术创新发展

对于风力发电技术的创新发展而言，着眼于控制技术进行深入研究同样也是重要手段，这也是切实提升风力发电效果的关键条件。对于风力发电过程中控制技术的应用而言，其不仅仅关系到最终的风力发电效率，同样还关系到风力发电机组运行的可靠性和安全性，对于优化各个风力发电设施的运行效果具备积极作用。在未来风力发电机组控制技术的创新研究中，计算机技术的应用极为关键，应该切实借助于先进的技术手段实现对于整个机组的协调管理，以求形成更为理想的调控作用变速恒频控制技术的研究同样也是未来发展的方向，可以为风力发电机组的控制优化提供可靠支持，在实际运行中可以实现输出电压的优化，避免因为输出电压受到转子运行状态影响，导致风力发电结果不良，促使风力发电机组可以在高风速以及低风速状态下都具备协调运行能力，相关励磁控制以及变桨距调节技术成为进一步研究优化的重要方向。此外，失速型风力发电机组控制模式同样也可以在实际应用中表现出积极作用，相对而言也比较简单，尤其是在面临风速变化时，相应机组运行可以维持稳定，电能输出功率也能够得到优化，但是因为其叶片相对较大，同样也会对于整体设施产生较大设计和制造压力，需要予以克服。当然，伴随着当前我国自动化技术以及智能化技术的创新发展，在风力发电机组控制技术研究中有效引入和应用同样也成为重要研究目标，依托智能化技术可以实现对于风力发电机组的实时自动化控制，促使其可以表现出更强的运行效率，促使其始終维系最优运行功效。与此同时，降低了对于管理人员的依赖性，解放管理人员的同时还可以提升控制的精确度。

结语

总之，随着低碳环保理念的不断增强，各种新型清洁无污染能源必然会得到人们的普遍应用，风力发电技术作为低碳经济的重要组成部分，将来必然会得到快速发展。

参考文献

[1]张鹏.风力发电技术发展及关键问题研究[J].化工管理，2019（35）.

[2]翟志丰.风力发电技术发展问题及对策研究[J].科技风，2019（15）：43-43.

[3]王允.对我国风力发电技术的发展及其现状进行研究探讨[J].电源技术应用，2019.

[4]赵若焱.风力发电及其控制技术新进展探究[J].内燃机与配件，2019（13）.