風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

國能吉林新能源發(fā)展有限公司 趙 興

在新時代的背景之下，電網(wǎng)構(gòu)建過程之中需要對于新能源的儲存以及使用有著更高的要求。在如今的發(fā)展背景之下，智能電網(wǎng)對于人們的實(shí)際生活生產(chǎn)提供了更多更方便的動力支持，風(fēng)力發(fā)電的合理運(yùn)用對于能源儲能可持續(xù)發(fā)展有著巨大的幫助。儲能技術(shù)是當(dāng)今時代發(fā)展背景之下的一項(xiàng)高新技術(shù)項(xiàng)目，在對于如今發(fā)展背景之下的智能電網(wǎng)構(gòu)建也起到了一定的作用，在實(shí)際的使用過程中探索如何將儲能息技術(shù)作為中心技術(shù)產(chǎn)業(yè)在電網(wǎng)的構(gòu)建環(huán)節(jié)發(fā)揮自身的價值是整個行業(yè)發(fā)展過程之中的重要課題。

1 風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

隨著我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增長，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在我國的發(fā)展過程之中也取得了一定的成就，伴隨著我國風(fēng)力資源豐富的自身優(yōu)勢，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)對于如今的儲能技術(shù)以及電網(wǎng)的能源輸入都有著獨(dú)特的貢獻(xiàn)。但是與此同時我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用過程中還存在著很多的不足，包含著對于硬件設(shè)備的不完善以及技術(shù)遇到瓶頸期等問題，使我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在未來的發(fā)展過程中也收到一定程度的制約。風(fēng)力發(fā)電在我國的資源供應(yīng)體系之中的比例不斷升高，并且風(fēng)力發(fā)電一定實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)研發(fā)到最后的商業(yè)化發(fā)展。目前我國的海上風(fēng)電站的質(zhì)量也有著一定的保障，最后對于我國的風(fēng)力發(fā)電而言，建設(shè)投資成本還相對較高，在發(fā)展的過程之中也會受到社會經(jīng)濟(jì)的影響，這也是制約我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用以及發(fā)展的重要制約原因之一。

2 當(dāng)前我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)面臨的問題

2.1 風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)敏感性不強(qiáng)

我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在應(yīng)用以及發(fā)展的過程之中依舊存在著不成熟以及不完善的地方，對于基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建以及系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展程度都不高是影響我國風(fēng)力發(fā)電水平的關(guān)鍵制約因素。在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的控制過程之中存在著者敏感度低以及信息采集能力差等缺點(diǎn)，在實(shí)際的操作以及運(yùn)行過程之中可能會造成電力事故，影響風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。

2.2 風(fēng)電場建設(shè)結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化

我國現(xiàn)階段的風(fēng)力發(fā)電方面的工程建設(shè)大多都是建立在陸地上，海上的風(fēng)力發(fā)電場很少，這受限于很多方面的因素。首先，在技術(shù)層面上，海上的風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目工程對于相關(guān)的施工技術(shù)要求相較于陸上風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目更高，需要更加精深的技術(shù)設(shè)備上的支持。其次，海上風(fēng)力發(fā)電場所的建設(shè)工作與陸上不同，要綜合考慮海上環(huán)境以及海面以下區(qū)域的地質(zhì)情況以及項(xiàng)目工程建設(shè)工作對于海水環(huán)境的影響，一切海上風(fēng)力發(fā)電工程的建設(shè)工作都不能破壞海水環(huán)境。這就對海上風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)工作提出了更高的環(huán)保方面的要求。

2.3 電網(wǎng)的接入工作不完善

對于風(fēng)力發(fā)電的整體工作進(jìn)行分析，一個較為嚴(yán)重的問題就是電網(wǎng)的接入工作并不完善，這就導(dǎo)致了一種局面的形成：風(fēng)力發(fā)電對于風(fēng)能這種新型能源的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但是無法將這些能源應(yīng)用到可以利用的產(chǎn)業(yè)當(dāng)中。這對于電網(wǎng)的構(gòu)建以及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用范圍能力而言造成巨大的損傷，即使在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用過程之中提升了風(fēng)能源轉(zhuǎn)化的效率但是由于輸入端的連接不完善對于后續(xù)的發(fā)展而言也是巨大的損失，造成了巨大的資源浪費(fèi)。

3 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中心技術(shù)的應(yīng)用

渦輪發(fā)電在我國的風(fēng)力發(fā)電行業(yè)是重要的手段以及技術(shù)之一是影響著我國風(fēng)力發(fā)電質(zhì)量以及技術(shù)應(yīng)用是否成熟的關(guān)鍵指標(biāo)之一。渦輪風(fēng)力發(fā)電技術(shù)可以根據(jù)不同的風(fēng)力資源進(jìn)行一定程度的自我適應(yīng)能力，其功率以及能量的捕捉效率相對較高，對于風(fēng)力資源的轉(zhuǎn)化能力也很強(qiáng)，是影響著風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。但是渦輪發(fā)電技術(shù)也會存在一定程度的缺點(diǎn)，具體表現(xiàn)在其建設(shè)成本相對較高，并且伴隨著更加復(fù)雜的算法以及計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，在實(shí)際的應(yīng)用以及發(fā)展過程之中依舊存在著技術(shù)融合的難點(diǎn)。

4 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢

4.1 大功率中變壓流器拓?fù)?/h3>

近些年來，為了能更好的提高風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率并降低成本，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的標(biāo)稱功率是已經(jīng)在不斷的增長了。通常情況下，多電平變流器拓?fù)渲饕譃橐韵挛孱悾壕邆潆p向開關(guān)接口的多電平結(jié)構(gòu)；具備多元三項(xiàng)逆變器的多電平結(jié)構(gòu)；具備級聯(lián)單相H 橋逆變器的多電平結(jié)構(gòu)；具備二極管箱位的多電平結(jié)構(gòu)；利用飛跨電容的多電平結(jié)構(gòu)。變壓技術(shù)的發(fā)展以及在未來工業(yè)的深層次的發(fā)展也是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)所帶來的重要效益之一，變壓技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的融合以及相互優(yōu)化是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究發(fā)展的重要方向之一，也是滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于未來我國的工業(yè)化進(jìn)步以及發(fā)展有著自身的技術(shù)價值。

4.2 用于風(fēng)電場的儲能技術(shù)

在我國臨海地區(qū)有著十分客觀的風(fēng)力資源，在使用過程之中將海洋之中的風(fēng)力資源轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電力資源，并且將新能源的儲能技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的電網(wǎng)構(gòu)建過程之中可以將儲能系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)出來并且將發(fā)電風(fēng)電轉(zhuǎn)移以備用電需求量大的時候進(jìn)行電力供應(yīng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是整個海水淡化系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，也是所有海水淡化工作的核心設(shè)備。相關(guān)工作人員在對機(jī)艙中心的高度進(jìn)行實(shí)際調(diào)研后得出，風(fēng)力發(fā)電組的機(jī)艙中心高度需要達(dá)到35米就可以進(jìn)行做正常的工作內(nèi)容，除此之外，通過對風(fēng)速的多方面測量和觀測，可以得出相關(guān)的結(jié)論，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙中心達(dá)到35米的高度時，可以在年平均風(fēng)速為二到七米每秒的風(fēng)速環(huán)境下工作[1]。這樣的工作狀態(tài)持續(xù)工作一年能夠帶來小時數(shù)高達(dá)六千零八十九小時的年利用風(fēng)能，將風(fēng)能轉(zhuǎn)變出來的電能通過儲能技術(shù)合理運(yùn)用到供電系統(tǒng)之中對于電力行業(yè)發(fā)展起到十分重要的作用。

4.3 海上風(fēng)力發(fā)電以及海水淡化

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是整個海水淡化系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，也是所有海水淡化工作的核心設(shè)備。如果風(fēng)速能夠高達(dá)五到十米每秒，發(fā)電機(jī)組就能達(dá)到高效的工作狀態(tài)，每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組就可以創(chuàng)造出五到六十千瓦的輸出功率，這樣的工作效率和工作效果能夠帶給相關(guān)工作人員一些工作經(jīng)驗(yàn)，那就是在實(shí)際的海水淡化系統(tǒng)的工作過程中，只需要將兩臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同時用來工作就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對于功率上的要求。

新能源儲能技術(shù)應(yīng)該與相應(yīng)的發(fā)電場之間構(gòu)建十分緊密的聯(lián)系以便于儲能技術(shù)在實(shí)際使用過程之中有的放矢，將新能源儲能技術(shù)真正落實(shí)到電網(wǎng)的優(yōu)化上面去。風(fēng)電海水的淡化系統(tǒng)有著較為復(fù)雜的內(nèi)部構(gòu)造，在整個系統(tǒng)的構(gòu)成過程里，需要相關(guān)技術(shù)人員和工作人員對整個海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕I劃。主要需要應(yīng)用到的技術(shù)設(shè)備包含了直驅(qū)永磁式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及儲能裝置。這兩項(xiàng)設(shè)備中蘊(yùn)含了很多方面的科學(xué)理論知識在其中，并且在具體的設(shè)備組建以及系統(tǒng)構(gòu)造的工作上，還存在著很多設(shè)備連接以及多種技術(shù)設(shè)備共同運(yùn)行的工作細(xì)節(jié)需要相關(guān)技術(shù)人員多加注意。

4.4 提升風(fēng)力發(fā)電穩(wěn)定性 加強(qiáng)與電網(wǎng)構(gòu)建的融合

我國在對于新能源的開發(fā)以及使用過程之中依舊存在著很多的不成熟以及不完善的地方，針對類似于風(fēng)能、太陽能以及潮汐能能新型能源，在能源的獲取過程之中要對于環(huán)境有一個較高的了解以及調(diào)研，否則在新能源獲取的過程之中會出現(xiàn)類似于發(fā)電不穩(wěn)定等現(xiàn)象的出現(xiàn)，使得新能源的在轉(zhuǎn)化為電能的過程之中出現(xiàn)了浪費(fèi)現(xiàn)象，對于整個行業(yè)發(fā)展過程而言浪費(fèi)了巨大的資源十分不必要。新能源應(yīng)用于發(fā)配電過程中，風(fēng)能與太陽能不能保證其持續(xù)性和穩(wěn)定性[2]，因此電網(wǎng)接入的隨機(jī)性和流動性均顯著提升。研究顯示，如果風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展能夠?yàn)槲覈碾娋W(wǎng)貢獻(xiàn)更多的動力資源，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中合理應(yīng)用大規(guī)模儲能技術(shù)，對新能源發(fā)電率的穩(wěn)定性有著十分重要的影響，其也可保證新能源發(fā)電電網(wǎng)電壓、頻率與相位變化相匹配。進(jìn)而減少新能源發(fā)電輸出電壓波動對電網(wǎng)產(chǎn)生的不利影響，而且也可加強(qiáng)風(fēng)電和太陽能電力并網(wǎng)的安全性及穩(wěn)定性，此時電網(wǎng)能夠吸收更多的新能源。加強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用提升電力的穩(wěn)定性，將風(fēng)力發(fā)電技術(shù)完美融合到電網(wǎng)的構(gòu)建之中，為我國的電力行業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)的調(diào)頻過程之中也發(fā)揮著十分重要的作用，調(diào)頻過程是電網(wǎng)運(yùn)行過程之中一個十分重要的環(huán)節(jié)，相應(yīng)的調(diào)頻過程的完成質(zhì)量也會直接關(guān)系到最后的發(fā)電質(zhì)量以及整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程[3]，對于整個發(fā)電到最后的配電整個過程都產(chǎn)生十分重要的影響。相比較于傳統(tǒng)的儲能技術(shù)以及傳統(tǒng)的調(diào)頻技術(shù)而言，現(xiàn)在新能源技術(shù)背景之下的能源儲備以及調(diào)頻技術(shù)發(fā)展比較成熟，在實(shí)際的使用過程之中能夠根據(jù)實(shí)際情況迅速做出相應(yīng)的對策，使得調(diào)頻過程的精度更高并且相應(yīng)的充放電的效率也更高，有研究表明這種調(diào)頻技術(shù)的應(yīng)用效果相比較于傳統(tǒng)的調(diào)頻技術(shù)而言有著更高的使用價值，并且在使用過程之中有著更高的安全系數(shù)，對于電力行業(yè)的發(fā)展以及電網(wǎng)的構(gòu)建有著十分重要的作用。