新能源发电风力发电技术

新能源发电风力发电技术

张杰

新疆臻元新能源有限责任公司  新疆 乌鲁木齐  830002

摘要：近年来，受国家“双碳”政策和平价上网时代双重激励，风电行业的竞争日益激烈，整机企业加大了技术改造力度，产品的更新换代速度也在不断加快。风能资源因其见效快、价格低廉，是一种无污染的清洁能源，是目前世界上最重要的一种，其开发利用对改变传统能源结构、促进社会经济可持续发展具有重要意义。新能源风电项目正是在这样的大背景下有了很大的发展，对可持续发展理念的贯彻起到了巨大的促进作用。在此背景下，本文主要对风力发电技术应用与发展进行了研究，可供风力发电相关研究借鉴。

关键词：新能源；风力；发电技术

引言：风力发电是把风的动能转变成电能的一种形式，通过此方式所获得的电能具有洁净、环境友好等特点。在新时期环境下，电力消费激增，风力发电技术的运用不仅可满足日益增长的电力需求，同时也有助于减轻环境污染。因此，加强风力发电技术研发与应用，提高其效率，以调整能源组合，填补能源空白，保护环境是当务之急。未来，需革故鼎新，灵活运用风电技术，最大化风能效益[1]。

1风力发电技术的应用要点

1.1风功率预测技术

运用风功率预测技术，可有效预估风力发电系统输出功率，据此制定合理的资源调度方案。值得注意的是，根据风电功率随风力强度增长的规律及电场电能接入电网的需求，发电功率的波动将对电网调度产生直接影响。因此，科学预测风力发电功率至关重要，以确保电网运行稳健性和提高风电利用率。相较于不同预测周期与模式特征，应选取科学合适的预测手段[2]。如针对风电实时调度的超短期预测，对机组组合及备用资源调度的短期预测，及应用于系统维护与风能资源评估的中长期预测等三类场景。依据预测模型分类，物理法借助专业设备精确模拟风电场周边气象环境，掌握风速、风向、气压、密度等关键参数，建立风电功率模型，实现科学预测；统计法则基于数学函数公式研究数据间的数学关系和相关性关系，获取预测结论，多依托于时间序列算法、机器学习算法等先进数据处理工具；组合模型法则综合运用多种功率预测方法，构建贴近现实情形的预测模型，以期获得更为准确的预测成果[3]。

1.2风电机组功率调节技术

当风能密度足够时，风力发电系统的供电能力与风力发电机的功率是紧密相关的。因此，迫切需要通过对风电机组进行功率调控来提高风电机组的工作寿命，保证风电机组的正常工作。风电机组的机械强度和容量都会对其各组成部分产生影响，因此，要保证机组的正常运转，就必须保证其发电能力。在环境风力有限时，需提升设备捕获风能的性能以保证发电能力；如风速过高，则需适度调节设备结构强度与发电容量，避免超负荷从而降低补风效果，保障设备的稳定运行。

1.2.1定浆距失速控制技术

在采用定浆距的方法中定浆距失速控制技术时，必须对风机叶片、轮毂等部件进行固定，并保证与之相连的基础有足够的刚度，再通过适当的方法进行接头。该方法具有结构简洁、能保证风机在工作中稳定工作的特点，并能根据周围的风力情况进行调节。然而，风轮焊固无法随风速变动进行灵活调节，导致其风能利用效率较低，一定程度上限制了风电场的发电量。

1.2.2变桨距控制技术

实施变桨距控制技术能妥善调校桨距角度，有效优化风电机组的电能输出。在各类情形下，其表现各具特点。若风电机组的电能输出接近额定功率，应把桨距控制在零度，无需进一步调节，主要受制于外部环境的风势强弱；如环境风速过猛，超过额定功率，则需借助输出功率自适应调整桨距角，将输出功率降至额定范围内，在此期间，应充分发挥控制系统效能，优化操控效果。变桨距控制属主动式技术，可及时处理桨距被动失速问题，构建完整闭环控制体系。

1.3无功电压自动控制技术

将自动无功控制与附属监控系统相结合，可以提高风电机组的自动化程度。在此基础上，实现了监测与控制的一体化，又可单独工作。在实际操作过程中，必须对无功电压进行动态监测，全面收集无功电压信息，并通过通信线路向综合监测系统发送无功电压数据。对于风电机组，通常采用远程控制或就地控制的方法来实现无功电压的调节。前者能对无功电压进行自动跟踪，而后者则是通过预先设定的并点电压目标曲线来完成。利用无功电压自动控制技术，对各个子系统的运行状况进行人工控制，对风电场内的有关设备进行手动开、锁，以及对机组的投入和退出进行自动控制。把人工干预与自动化有机地结合起来，可以确保风电机组的安全、稳定运行，同时又能充分利用风机的无功调节能力，使得无功控制在合理范围内。当风机出现无功调整困难时，为了保证无功流的合理性，必须启动无功补偿装置。

2新能源发电风力发电技术的优势

2.1建设周期短

由于风电发电系统的建造时间相对较短，并且在科技程度逐步提高的情况下，其建造也变得更加规范化，已经建立起了一种较为规范的施工制度，它可以加快施工进度，早日投产，从而解决电力紧张的需要。在工程实践中，可以根据项目的需要，对施工方式进行灵活地选择，对施工型号进行规划，从而加快施工进度。在某些边远乡村，采用风能技术，可以解决局部分散供电问题。

2.2经济价值高

如今，风能新能源的利用已经有了很长的历史，近年来，随着对风能新能源的重视，风能技术在当今世界发展迅猛，并且在发电方面也有了很大的进展，受到了广泛的重视。据现状分析，中国风能发电量较高的区域，发电成本已远超往日的火力发电，经济性显著提高。随着经济的发展，风力发电量亦相应提升。然而值得注意的是，其建设及运营成本却在逐步下降。

2.3环保性良好

风力发电作为一种洁净、可持续的能源，具有节约能源、降低温室气体排放、减少大气污染等优点，具有广阔的应用前景。风力发电技术的广泛运用，对我国的能源构成具有重要的意义。因此，迫切地要求开展风电技术的深入研究与利用，提升风电技术的使用品质，为人民群众带来更好的风能服务。

3新能源风力发电技术的发展方向

在风力发电技术的发展进程中，其推广效应取决于风电并网和机组控制技术的发展状况，因此，如何提高风电并网效率和最大风能利用效率，也是促进风电产业发展的关键。特别是，随着风力发电的接入，其逆调峰特征加大了风险接入和调峰的困难，而风电的间歇性和随机性又增加了电网的调频负荷，目前已有一些电网接入的地区采用了低负荷弃风，但是如何提高风机的供电稳定性仍然是该领域的重点和难点。针对如何提升风电利用效率的问题，探索和研究风电最大化发电技术已成为工业界的研究热点。当前，工业上广泛使用的最大风力发电算法有最优叶顶速度比法、能量反馈法和爬山法等。尽管该方法在实际运行中可以大幅提高风机的运行效率，但受风速变化和叶片叶尖转速比值等因素的制约，其应用难度较大。因此，探索一种更加简单、高效地风力发电系统的最大功率获取方法，具有十分重要的现实意义。

结论

随着新能源的广泛应用，风力发电技术的深入研究和应用变得尤为重要。这不仅可以提高风能的使用效率，还可以弥补能源短缺、调整能源构成、减少对环境的污染，进而推动人类社会走向可持续发展的道路。在未来，有必要对风能发电技术进行创新性的应用，以便最大限度地利用风能作为能源.

参考文献

[1]梁立翔.新能源发电风力发电技术研究[J].2021,32(20):5-7.

[2]王欢欢,王焱.关于新能源发电风力发电技术的探讨[J].2021(3):1571.

[3]杨磊.浅谈新能源风力发电及其功率控制[J].2021(7):94,97.