新能源发电风力发电技术研究

佟立

摘要：在环保大背景下，践行环保理念，实现可再生资源的开发与利用，成为现阶段各个行业所关注的重点内容。风能资源作为一种广泛分布的能源形式，其本身具有无污染，成本低的优势，在风力发电技术逐步发展成熟的背景，风电资源成为代替化石燃料的重要资源，发展应用风能资源对于改善能源结构，促进可持续发展具有重要的意义，基于这一背景，相关部门需高度重视风力发电技术的开发与利用，明确影响风力发电稳定性的各项因素，然后采取有效措施，有效提升风电能源的质量，以此来进一步优化调整中国的能源结构。

关键词：新能源;风力发电;技术要点

引言

与其他国家相比较，中国的风力发电技术依然存在滞后性，特别是专业技术方面，诸如大型机的设计、调速调频技术以及失速调节控制技术等等，依然需要进一步完善。

1 风力发电原理

风力发电的过程中实际上就是利用风力的动能，推动螺旋叶片旋转，从而将风力的动能转化为机械能，由于叶轮的转轴与发电机的转轴连接，形成传动链，因此在叶轮转动的过程中，发电机也能转动，从而将机械能转化为电能。现代社会随着节能环保理念的深入，风力发电技术有了很大的发展，在这个过程中风力发电系统的复杂性也在不断提升，目前风力发电系统主要包括齿轮箱、偏转航系统、液压系统、刹车系统以及控制系统等。在风力发电系统运行的过程中，齿轮箱能够通过齿轮之间的组合，有效的提升发电机的转速，在提升发电功率的同时，也能保证发电的稳定性。偏航系统能够根据风向的变化对风轮的扫掠面进行灵活的调整，使扫掠面能够与风向保持垂直，从而最大程度的捕获风能，提高可利用率。在风力发电系统中变桨距风机以及风轮叶片需要能够围绕根部中心旋转，从而让风力发电系统能够适应不同的风况。在风力发电系统停机时，变桨系统通过控制叶片回桨减少动能吸收，增加风阻系数，从而便于风力发电机停机，在特别是在风机紧急停机的过程中，液压系统以及高速刹车系统会延时投入运行，保障机组安全可靠。对于现代风力发电系统来说，控制系统是实现风力发电系统自动运行的关键，能够对风力发电各系统模块进行控制，确保风力发电机能够在稳定的电压以及頻率下运行，实现风力发电系统自动并网以及脱网，并且能够对系统的整体运行情况进行监控，一旦发现系统在运行的过程中出现异常，会及时的发出警报信息，有利于对风力发电系统故障进行及时的停机处理。

2 风力发电技术要点

2.1 同步发电机组并网技术

实际工作中，能够在形成无功功率的同时实现有功功率的输出，其周波较为稳定，所产生的电能质量较高，确保终端用电设备的正常运转，被广泛地运用在电力系统中。但其具有一些弊端，即无法有效控制风速，使得运行转子转矩无法保持稳定运行，并对电力系统产生较大的冲击，降低设备的使用寿命。同步发电机组并网技术在电力系统实际应用期间，其常常出现运行所需精度与转子转矩之间不符的问题，降低了电能质量，难以保障最终形成的电压与电网电压保持一致。另外，若电力系统工作人员在进行并网过程中无法高效控制该技术，极易出现失步或者无功振荡等问题，影响电能质量。为了扩大同步发电机组并网技术的运用范围，应借助在电机与电网间安置变频装置技术实现，加快同步发电机组并网技术的应用速度。

2.2 异步发电机组并网技术

异步风力发电机中涉及到的控制装置并不复杂，在完成并网后，能够显著提升该发动机的运行质量。而异步风力发电机组并网在具体实践中，往往会出现一些问题，例如，产生过大的冲击电流，增加电网无功补偿难度，减小电力系统中的电压值，引发运行安全隐患;电力系统会产生无功补偿与磁路饱和，这就在一定程度上增加无功激磁电流，减小低电力系统功率值。针对上述问题，相关部门必须切实做好电力系统的监督工作，加大对各种问题的预防力度，以此来确保异步风力发电机组并网运行的有效性。同时，在异步风力发电机运行过程中，并不要求其调速具备较高的精准度，因此无需安装同步设施和进行整步操作，仅需确保同步转速和转速统一即可，但注意不可存在过大的差距。当异步风力发电机与风力发电机相结合以后，其控制装置相对比较简单，且异步风力发电机组并网后，也不会产生无功振荡或是失步问题，这就有效保障了电力系统运行的可靠性与安全性。

2.3 无功电压自动控制技术

在风电机组运行的过程中，子站能够对设备的无功电压进行监测，所获去的无功电压数据能够通过通信线路反馈到综合监控系统中。系统对于无功电压的控制方式可以分为两种，一种是远程控制方式，另一种是现场控制方式。在远程控制方式下，子站能够对无功电压控制的目标进行自动化的追踪，而在现场控制方式下，子站主要是通过根据对预定的并网点电压目标曲线进行控制。在该技术体系下，可以通过人工的方式来对子站的运行进行控制，同时也可以利用人工的方式对风电场中各种设备进行开启以及闭锁，通过采取人工干预与自动化系统结合的方式，保证风电场设备运行的稳定性。在使用该技术的过程中，子站能够发挥巨大的作用，促进风电机组自身无功调节能力的发挥，确保无功电压处于合理的区间内。

3 结束语

在电力事业快速发展中，重视风力发电并网技术的应用，可实现对风力资源的有效开发与运用，践行环境保护理念的同时提升电能质量。另外，明确不同风力发电并网技术的优劣势，并通过电压波动以及闪变抑制、增强电能消纳水平、实现电网智能化发展、机组设计改进等策略实现电能质量的控制，推进风力电网并网发展。

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