探讨风力发电技术现状及发展趋势

探讨风力发电技术现状及发展趋势

李泽鹏 高建泰 赵宏喜 李泽米 张驰 胡丽莎

西安中车永电捷力风能有限公司 陕西西安 710032

摘要：人们生活水平的提升，使得用电量大幅度上升。现阶段我国的发电方式主要以火力为主，但是面对日益减少的煤炭能源，以及其对环境带来的污染问题，导致火力发电形式已经不能适应现阶段的时代发展需求，亟须应用新的发电技术，满足当前用的电需求。风力发电技术无疑成为最佳选择，因此风力发电会成为我国后期最主要的发电手段。本文将简要分析现阶段我国风力发电技术的应用现状，并在此基础上探究其主要的发展趋势。

关键词：风力发电技术；应用现状；发展趋势

引言

现阶段气候变暖问题日益严重，低碳逐渐成为时代主流。风能属于可再生的清洁能源，并且风力发电技术相对成熟，发展前景和开发条件俱佳，因此在新能源中脱颖而出，成为应对气候变暖问题的有效手段。利用风力发电不仅符合我国可持续发展的战略目标，还能够有效缓解火力发电带来的污染问题，但是在风力发电技术的实际运用阶段还存在一些不足，影响风力发电技术的运用成效，需要我们针对风力发电技术现状及其发展前景进行探讨。

一、风力发电技术现状

（一）建设资源浪费现象严重

风力发电在发电领域占据着非常重要的地位，其工作效率的高低直接影响电力行业能否健康发展。鉴于此，需要相关人员结合人们的实际电量需求，及其主要发展趋势积极改进风力发电技术，促使风力发电技术的应用能够满足电力行业的发展现状。现阶段，人们的用电量大幅增加，通常情况下为了保证电量充足，发电部门会增加风力发电机组，这就容易造成各种建设资源的浪费，其中对土地资源造成的影响最为严重，诱发土地资源紧缺现象，进而影响风力发电的良好发展。

（二）在陆地上的建设呈现集中趋势

用电量的上升导致电力行业的压力日渐增大，为了能够最大限度保证供电充足，在内陆地区建设了越来越多的风力发电站，甚至有部分电站建设在城市周围，但是受周边建筑物的影响，导致这些风力发电厂不能很好地发挥作用。可以说风力电站选址的不合理性，严重影响风力发电技术的健康发展。

（三）风力发电技术欠缺经济性

在发电领域积极应用风能的主要目的是为了最大限度地节约能源，节省发电成本。但是在对风力发电的实际调查中我们发现，在利用风力发电技术进行发电的过程中，缺乏经济性考虑，导致发电成本的增加，严重影响风力发电技术的应用成效，同时也与利用风力发电技术的主要目的相悖，这不利于风力发电技术的长久应用。

（四）风功率的预测技术存在不足

在风力发电技术的具体应用中，对风功率的预测不仅可以降低风电并网为电力行业带来的不良影响，还能够促进风电和电网的共同发展。通过预测风力电厂的具体工作效率，能够提升发电规划的合理性，从而减少系统的备用现象，降低系统的运行成本，增强企业的经济收益。同时，对风电的负荷波动情况进行有效预测，并以此为依据制合理的发电策略，能够保证发电系统的稳定运行。此外，预测精准度的提升还有助于调度工作人员科学组合发电机组，并制定更为科学的发电规划，保障发电系统的正常运行。国外在二十年以前就开始针对风功率的预测开展研究，其中德国的WPMS，美国的 E-Wind以及法国的AWPPS在这一方面的研究较为成功。我国对风功率的预测技术接触较晚，现在还处于发展阶段，因此我国应该在积极引进国外先进技术的基础上，加大自主创新步伐，尽早开发出与我国实际需求相一致的风功率预测技术，为风力发电系统的更大规模应用提供有力保障。

二、风力发电技术的主要发展趋势

（一）提升中压变流器的拓扑功率

针对风力发电技术的具体应用现状，要求不断提升风能的转换效率，并降低其投入成本。为了满足这一要求，人们大幅提升了涡轮发电机的发电效率，同步提升的还有其器件的额定工作效率，并且其导通以及开关等部件也得到很大改善，促使多电平变流器的各种优点逐渐被人们发现。风力发电系统的质量主要由开关导通损耗及其比率决定，在系统的实际运行期间，即使多电平变流器的导通损耗较高，其开关的频率也是较低的，同样开关的损耗也会较低。风力涡轮发电机主要是通过提升电流和电压的额定值来增强其标称功率。在多电平电流器额定电压值的提升过程中，可以将风力发电厂中的配电和网络与发电机上的相关部件进行连接，以便淘汰笨重的表压器。

（二）创新风力电厂储能技术

风力电厂储能技术对电压的维护作用不容忽视，它能够在短时间内实现大量储能，同时还可以在短时间完成能量的注入和吸收。在风力发电系统中可以应用的储能手段具有多样性，其中利用蓄电池进行储能的方式使用最为普遍，锂电池、镍电池以及铅酸电池等都是较为常用的储能设备。利用蓄电池进行储能的优点是释放电能的速度较快，但是在电能的释放期间受化学反应以及电池种类的影响，导致其释放速度会有所不同。风力发电储能系统的发展趋势是由储能系统的类型和其运用到的能源种类所决定的，同时，为了降低蓄电池的维护成本，提升其使用期限，科研工作者需要不断探究蓄电池的最佳使用路径。对于风力发电的储能系统来说，液态蓄电池是现阶段的最好选择，其能实现储能效率和成本投入的最优状态，与以往的蓄电系统相较而言，液态蓄电池的主要优势是在减少其体积和重量的基础上，借助溴和锌的化学反应提升其能量密度，进而增强其储能功效。因此可以说锌溴液态储电电池在风力发电行业具有良好的应用前景。

（三）建设方向应该向海洋转移

风力发电的主要驱动力是风能，因此风力发电站应该在风力强劲的地区建造。调查发现，我国的风力发电站通常位于城市附近，但是风力等级容易受到建筑物的影响而存在不同程度的消减，进而影响发电设备的实际工作效率。针对这一问题，在风力发电技术的发展过程中，应该逐渐向海上转移。科研部门应该加大对风力发电技术的研究投入力度。与陆地相比较，海上的风能更为充沛，同时在海上发展风力发电能够减少对土地能源的占用现象，有效缓解我国的土地紧缺问题，在满足大众用电需求的基础上，促进风力发电技术的长远发展。同时海上风力发电厂的建设能够增强对风能的使用效率，并在一定程度上推动能源领域的发展。

（四）提升风力发电技术的经济性

风力发电技术主要是将风能转换为电能，其主要的使用优势是经济和节能。鉴于此，风力发电技术的应该向经济性方向发展。要最大限度提升风力发电技术的经济性，首先应该积极改进发电设备，发电设备是利用风力发电的主要构成要素，更是增强发电功效的基础，因此风力发电技术在未来的发展过程中应该注意风电设备的创新、改进和完善。其次在风力发电厂的建造方面，应该注意经济性原则，不断优化建设方案，保证节能目标的实现。因此，在风力发电技术和发电厂的建设方面都应该遵循经济性原则，结合当地的经济发展水平，促进风力发电的可持续发展。

结语

综上所述，风力发电技术是现阶段电力领域的主要研究方向，风力发电技术的良好运用不仅能够满足社会的用电需求，还符合环境和资源的保护要求。但是在风力发电技术的实际应用过程中会受到一些制约因素的影响，导致其不能发挥实效。这要求电力部门针对风力发电现状，积极探究其主要的发展趋势，以促进风力发电技术的可持续发展。

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