风力发电基础工程专项施工技术研究

风力发电基础工程专项施工技术研究

薛平

中电投新疆能源化工集团哈密有限公司 新疆哈密市  839000

摘要：随着人们环境保护意识的逐步加强，新能源合理应用受到了广泛关注。在此背景下，风能作为一种绿色清洁型可再生能源，在开发与利用方面逐步发展成为时代热门。风力发电技术不仅能够有效解决能源不足的问题，还能在一定程度上缓解全球气候变暖。基于此，本文围绕风力发电技术概述进行了研究，希望通过风力发电技术的研究，缓解能源需求与能源供给之间的矛盾，推进社会的可持续发展。

关键词：风力发电；基础工程；施工技术

引言

随着经济水平的不断提升，社会整体能源消耗量也在持续攀升。如何缓解能源不足、提升新能源利用率、降低自然资源消耗量，成为新时期背景下社会发展面临的主要问题。

1风力发电技术概述

从各种重要资源的储备上来看，风能资源储备特别高，同自然资源对比明显，为全国自然资源储备的近10倍。而利用大风发电，则一般是将大风能量转换为驱使电机的机械力，再经过发电厂完成能量转变，从而生成的电量。技术的应用分析方法一般是：（1）风机种类。一般根据装机容量指标加以分类，一般包括中小型机、中型机、较大型机，还有特殊型机。通常，风机的体积越大，其桨叶的直径也就大。而按照风力速度指标，可以精细地分为恒速机、变速机，或者多态定速机。（2）装置的结构与功能解析。运转的风力发电机组，组成结构包含风轮、机舱、塔筒和基础部分。运转的风轮中学，组成结构包含叶片和变桨机构等。叶片的形态如何，关系到风能的吸收多少。工作中，当风机速度如果超过切出风力，则经过调节转动状态的叶尖，就能够进行气动制动。（3）风机控制方法。目前常用的并网发电机，种类分为双馈机、双速异步机及其自变速的风力发电机。新的并网技术，引进了模糊控制技术，可以有效调节转速或者输出功率。同时运用神经网络，对桨距角加以限制，从而预知了风轮气动特性，有着不错的效果。当风电场达到并网工作条件后，吸收无功，为提高工作效率，给风电场配备SVC和其他无功补偿装置，降低由于输入能量造成的设备振动现象，改善设备工作状况。

2风力发电设备安全管理现状

2.1缺乏完善的设备安全管理体系

构建完善的风力发电设备安全管理体系，是各项工作有序开展的重要保障。当前，风力发电设备安全维护管理工作还存在一定不足，一些人员缺乏责任意识，在工作中未能严格按照相关规定执行，可能会给风力发电系统运行安全造成影响，容易发生断电事故。且由于风力发电设备安全运行管理制度不够完善，相关管理人员责任不够明确，具体安全管理和运维管理内容不够清晰，对于相关工作流程不够了解；同时，相关维护管理设备不够完备，在故障发生时，缺少专业设备、工具等进行故障排查。采购作为风力发电设备运维管理重要环节，在采购中如果缺乏前瞻性，对设备性能、参数等了解不足，或记录信息不够全面，都可能对后续设备安全管理及运行维护工作造成影响。

2.2运行维护技术有待提升

在风力发电设备安全管理工作开展中，运行维护技术水平高低直接关系到安全管理工作成效。而目前风力发电设备运行维护工作中，主要包括定期检查维护、突发事故检修两个方面。通过定期检查维护工作，能够为设备安全运行提供有力支持，但如果检修过于频繁，则不仅无法满足发电机组工作需求。同时，还会增加发电设备零部件发生损坏的概率。对于计划检修维护工作，实际开展中缺乏系统化检查手段，对于检修技术水平问题，无法及时将隐蔽问题查出，消耗了大量人力物力财力。因此，不利于风力发电系统的运行效率。

3风力发电基础工程专项施工技术研究

3.1风功率预测技术

风功率预测技术的推广应用主要是为了借助预测风力发电系统实际输出功率的大小，科学布置资源调度计划。因此，根据预测周期与模型的不同，与之相应的预测方法也具备一定的差异性。一方面，根据预测周期分类，风功率预测法可以分成短期预测、超短期预测及中长期预测三种。从应用角度来讲，短期预测通常应用在机组组合与备用资源调度工作中；超短期预测主要应用于风电实时调度工作中；中长期预测一般会被广泛应用在风能资源评估与系统维护工作中。另一方面，根据预测模型分类，风功率预测法可以分为物理法、统计法及组合模型法三种。物理法主要指的是借助相应的设施对风电场所在区域内的天气情况进行模拟实验，从而获得气压、风速、风向及空气密度等重要数据信息，并据此构建风电功率模型，达到预测风电功率的目的；统计法主要利用相关数学公式，计算出预测数据与实际数据之间的内在关联，然后通过分析与研究二者之间的相关性，开展结果预测工作；与前两者相比较，组合模型法并不属于一种单一的预测方法，而是在有效整理与融合其他预测方法之后，构建出的能够贴合实际的预测模型，在有效归纳各种预测方法优点的基础上，获得更为精准的预测结果。

3.2现代控制技术

目前，从风力发电技术的实际应用情况来看，对于现代控制技术的应用十分的重要，同时也是为风力发电技术质量提供保障的技术性内容。通常情况，现代控制技术分为好几种类型，如变结构控制技术，鲁棒控制技术等，而在风力发电系统运行的过程中，对于变结构控制技术的应用比较多。其中，鲁棒控制技术的应用比较常见，对于此项技术的应用上，需要运用机理分析法和坐标变换法来建立起三相并网逆变器的dq坐标系（异步电机在两相同步旋转坐标系）下的数学模型以及功率外环、电流内环的双闭环控制模型，然后设置自动适应和约束优化求解器的参数值。在风力发电系统研究和应用的过程中，通过应用现代控制技术，可以有效的提升风力发电技术的实际应用水平，维持风力发电系统的稳定运行。

3.3电子变化器控制技术

从风力发电技术的研究来看，该种技术的应用，最为重要的一个构成部分就是电力电子变换器的控制器。因为在风力发电技术应用的时候，控制器对于技术的应用效果有着重要的影响，且风力发电技术有着应用范围广的优势，需要合理的运用电子变换器控制技术，才能够实现对风能的高效转化，在风能转化成电能之后，也能够以高效传输的方式实现对电能的传输。在实际运用的过程中，通过合理的运用电子变化器控制技术，则可以实现无功功率运行，可以说此种技术的应用使得风力发电更具备可靠性。另外，科学合理的运用PWM（脉冲宽度调制，一种模拟控制方式）整流器，可以实现对电力系统的最大功率进行科学且有效的控制。所以，对于整流器选择的时候，必须严格按照矢量控制的方式来进行，这样既可以使得整流器具备解决有功功率和无功功率存在的障碍，还能够使得无功功率的运行符合实际运行的需求。同时，对于PWM整流器的应用上，可以实现有功功率传输量的最大化处理，特别是对直流环节的优化设置，则可以实现对风电系统的无功功率与有功功率的有效调整。

结束语

全球化石能源（天然气、石油、煤炭等）逐渐短缺，加上大规模化石能源使用引发温室效应、气候变化，可再生能源开发和利用成为全世界共同关注的问题。风能是可再生清洁能源，可在自然界中无限再生，是目前世界各国主要开发的新能源。在国家“双碳”目标指引下，为了保障人类的未来生存发展，需要探索风力发电技术的应用，以进一步提升风能资源利用率，推动各个产业的发展。

参考文献

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[2]刘恒志.新能源光伏发电技术运用初探[J].数字通信世界,2020(1):189-190.

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