风力发电技术发展现状及趋势

2021-01-17张琪河北新天科创新能源技术有限公司

环球市场 2021年17期

张琪河北新天科创新能源技术有限公司

在能源过度消耗的当今环境下，对新能源的研发和利用成为各国关注的重点内容，风能作为太阳能的一种转化形式，其储量巨大，可利用性强，采用风力发电也是在现行条件下一个最合理的规划，是具有开发价值和商业前景的一种发电技术。在目前已有多个国家实现了风力发电，我国在这方面也投入了相当大的力度，风力发电呈现出一个相对良好的发展态势。

一、风力发电技术发展现状

（一）环境及天气等客观因素制约

风能作为可再生能源，具有清洁无害等特点，通过风力发电对环境不会造成过多的污染，将风的动能转化为电能可以满足当前生活及生产需要，但是风能会受到周围环境及天气等自然因素的影响，所以在当前利用风力发电还是存在着一些问题。当前，风电建设越来越频繁，其暴露出的问题也就越来越多，电网中风电的容量占比不断加大，受电网结构等制约，风力发电的不确定性依然很强，缺少关于风力发电的丰富经验，技术装备上的不足，技术能力上的落后以及对自然因素的无法掌控等等都会对风力发电产生较大的影响，加之风力发电是通过风力带动叶片旋转，利用增速机将旋转的速度提升，以此来促使发电机发电，其中存在一些难以预料的突发状况，所以相关人员在维护上也相对不容易，对于当前现状也没有一个行之有效的解决方案，种种情况对风力发电技术都具有一定的挑战性。所以在面对这些问题时就需要相关人员投入一定的精力来解决实际存在的问题，减少技术设备等方面对于风力发电的制约。

（二）当前技术水平限制

随着风力发电的普及和运用，近年来各城市地区已经建立起对应的风力发电机，风力发电受地形地势的限制性因素较少，在北方地区包括内蒙古，东北三省等地多有涉及，但是在技术上还有待创新。当前，可变速风力涡轮发电机技术是比较常见的一种风力发电技术了，其中的有功功率和无功功率相对来说控制性更强一些，对于电网电压的影响作用少，快速处理大功率半导体开关器和高级算法计算机的合理运用使得这方面的技术有了很大的提升，但是它也存在着一定的局限性，就是需要电力转换装置，增加了部件数量在操控方面就增加了难度。对于风力发电技术，因为风能的随机性较强，为了保证风力发电效率在部分地区则会采用柴油发电机和风电机组联合运行的模式，在省油的同时也能保证持续供电[1]。

（三）建设投资成本高

在目前，利用风力发电已经成为各地区一种主要的发电方式，风力发电在发电占比中的比例呈现出逐年增加的趋势，而风力发电技术也在探索中不断创新，其规模不断扩大，发电机的主流机型也在不断更新换代，海上风力发电厂的出现也直接表明了风力发电的重要性，但是面对这样的情况国家建设投资的成本也在逐步增加，对于部分经济相对落后的城市来说在享受风力发电带来便利的同时，其营运费用也较为突出。所以基于目前的情况在风电建设方面也应该考虑当下实际问题，不能出现过度引入而增加经济成本等情况的发生，对于风力发电技术上的一些问题也需要专业人员进行修正，让风力发电保持一个良好的发展态势[2]。

二、风力发电技术发展趋势

在当前，风力发电已经成为一个常态化的发展方向，在技术和设备上也在不断进行创新发展，规模化和成效性都有所提高，对于垂直轴发电机、风机叶片、风光互补技术、新型电力电子技术等方面都进行了革新，一定程度上增强了安全性能。伴随着风电规模的不断扩大，为了减少对电网的影响作用，让电力系统相对保持一个稳定性，就需要小型发电系统在一个确定的时间内承受着一定限制的电网低电压不退出运行的能力，实现风电发电机组不脱网运行，在排除故障后能辅助电力系统继续运行，这项技术还需要在实践中不断探索[3]。

对于巨型机来说，为了减少一定的运输和安装成本，分段式叶片技术相比于原有延长叶片技术来说就更具有效益性，解决了其中存在的问题，也缩短了相应生产叶片的时间；在新型风力发电机的研制过程中，为了便于设备维护，运用无刷交流双馈异步电机和高压发电机等相对来说更为可靠，也能降低一些成本；对于新型大功率变化器等方面的研究，其中一些部件的更新换代使得其转换效率相对提高，也降低了器件的损坏，对于新型储能技术的运用也成为当前风力发电技术中大众普遍关注的重点内容[3]。

所以基于目前的情况，在我国风力发电技术水平还没有达到一个较高的水平时，应该借鉴一些其他国家先进经验，也可以引进一些他们当前最实用的技术设备，做好风力发电技术的交流活动，开展一系列研究，为合理有效运用风能做好更多规划，让风力发电技术的限制性因素降到最低，促进我国风力发电技术的创新发展。