大型风力发电机组技术发展趋势

2021-01-15陈志成河北新天科创新能源技术有限公司

环球市场 2021年11期

陈志成河北新天科创新能源技术有限公司

目前资源问题已经是人类生存发展面临的重大问题，合理地开发利用风能源，将是人类解决资源问题的重要方法。风力发电它具有投资小、成本低、污染小、产能高等优点，必将成为分析大型风力发电的重点，研究发电机组技术也成为大型趋势。

一、大型风力发电机组概述

（一）风力发电的概念

风力发电是国家重点科研项目，我国已经拥有了自主知识产权的风力发电机。风力发电是通过传动系统、发电机等电器机组，将其动能转化成电能，传送到变压器，最后传输到电网里面的一种新型能源。风力发电是一种可再生能源，它的使用，为我国实现经济可持续发展，提供了不可缺少的力量。

（二）大型风力发电机组的分类

随着风力发电科学技术的发展，风力发电技术已经取得显著的进步，尤其是在发电机组方面[1]。如：双馈变速恒频技术、直驱变速恒频技术、半直驱变速恒频技术等，这些新技术的应用可以最大限度的将风能转化为电能，可以减少机械的损耗，调节无用功率。

（三）风力发电技术历史

现在的风力发电机组是先进的，涉及多个科学领域，在每个科学领域都能完美地诠释。最早的风力发电机组在各个领域受到排斥，存在很多问题的。当时只有叶片之分、轴向之分、风轮的区分等简单的形式。随着时间推移，人们子啊实践的基础上逐步进步，产生新的理念和观点，这些观念逐步在实践的基础上成熟，形成叶片、轴向、风向等相统一的格局。

二、大型风力发电现状

（一）风力发电的现状

我国地大物博，资源丰富，但是由于人们过度开采，资源再生能力差，促使我们寻找新能源。而风能源正是可以再生清洁能源，风力发电已经在新能源战略部署中。它的未来发展不仅在我国非常可观，在国外也是非常盛行。我国风力发电装机量居世界第一，我国已经成为以风力发电为主的国家之一。

（二）大型风力发电机组技术现状

大型风力发电在能源资源上优势逐渐扩大，对环境的污染逐渐降低，传统的发电形式对自然环境影响不可逆转。由于风力发电技术的不完善，导致现在仍然不能直接取替传统发电，风力发电机组不能很好地控制整体系统的运行，还需要在技术和设备上进一步提升，才能更好地发挥作用。

目前我国科技水平有了突飞猛进的进度，但是大型风力发电技术仍然相对落后。这就需要我们不断学习，并结合我国实际现状研发适合我国的风力发电系统。如在风力发电使用的情况，多数发电机组都能在电力运行中满足需求，可以根据需求进行相应的能耗调节，因此可以减少资源的浪费。

三、大型风力发电机组技术要点

（一）功率调节

就目前科技来看，我国大型风力发电机组调节功率的方式主要有失速调节和变浆距调节。失速调节是不允许发动机组叶片的转动，它是通过失速自认的叶片特有的性质实现功率的调节[2]。这种方法能将发电机组发生故障的概率降到最低，是最容易被人接受的方法。但是受失速叶片性能的限制也是它的主要缺点。

变浆距调节方式正好和失速调节相反，它允许发电机组叶片的转动，在不同风速下，大型风力发电机组的叶片可以根据风速的大小进行自由的调节，以便达到更好保持最佳方向，使风轮持续工作，达到最佳的效能转换。它的风叶比较薄、结构简单、重量小、制造简单等优点，在很多大型风力发电机组上得到了推崇。但是变浆距调节也存在缺点，变桨的机构复杂，增加了机械发生故障的概率，需要超高的技术水平管控，随着科技的发展这些缺点也得到了一定解决。

（二）发电机技术

直接驱动技术是利用发电机制造成本来获得高效效率，增加运行的可靠性，就经济方面是可以采用的方法。轮子的转动能够降低风能转换成电能的噪音和能耗的损失[3]。但这也是造成机械故障的主要原因，为了减少机具的损耗，还需要定期的维护和保养，保养时就要停止机械的运转，在一定程度上占据了发电的功效，也增加成本和人员安全事故的发生。

发电机的无刷化技术就是利用滑环和电刷对电流进行控制[4]。电流大时对相应的运动靠滑就会触碰，不仅能造成机械的磨损，还能对线路腐蚀，长此以往运营，会使机具磨损更加严重，需要定期的保养。

结合以上两种发动机要求，从而产生永磁电机和无刷双馈电机。这两种电机要根据具体机器型号，选择合适发电机，才能够发挥最大功效，降低成本，减少维修概率。

四、大型风力发电机组技术发展趋势

根据对大型风力发电机组技术的考察，在新型能源发电技术中，风力发电机组影响广泛。就目前而言，风力发电技术在世界上应用已经超过各国其他形式发电的30%，并且这项技术在不断的进步[5]。这一科学技术的进步直接关系到设备基建的建设以及在实际应用中效率的高低，因此在未来的发展方向上，降低发电成本、提高技术水平将是风力发电机组研究的重点。