關(guān)于我國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及其技術(shù)應(yīng)用狀況的分析

李妍

摘 要：隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展浪潮的興起，新能源發(fā)展策略日益引起社會(huì)的廣泛重視。這就需要展開風(fēng)電產(chǎn)業(yè)節(jié)能型技術(shù)體系的優(yōu)化?，F(xiàn)就我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電情況展開分析，進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方案的優(yōu)化，從而有效解決風(fēng)電發(fā)展過程中的相關(guān)問題，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)方案的優(yōu)化，保證風(fēng)力發(fā)電技術(shù)模塊的有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；研究應(yīng)用；現(xiàn)狀；存在問題；技術(shù)發(fā)展

1 關(guān)于我國(guó)風(fēng)力發(fā)電情況的分析

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)風(fēng)電企業(yè)的發(fā)電體系也在不斷健全，實(shí)現(xiàn)了不同種策略的應(yīng)用，其通過一系列的手段實(shí)現(xiàn)了發(fā)展策略的優(yōu)化，比如進(jìn)行了技術(shù)進(jìn)口、吸收技術(shù)、自主創(chuàng)新技術(shù)模塊等的開展，保證了我國(guó)風(fēng)力發(fā)電工作的正常開展，實(shí)現(xiàn)了一系列的優(yōu)秀風(fēng)電設(shè)備的普及，這一定程度說明我國(guó)這些年的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的良好應(yīng)用趨勢(shì)。隨著科技發(fā)展，風(fēng)電裝備制造體系不斷健全，也實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)的日益集中化，這保證了國(guó)產(chǎn)機(jī)組技術(shù)含量的提升。通過對(duì)我國(guó)風(fēng)電機(jī)組整機(jī)應(yīng)用模塊的分析，可以得知我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)階段已經(jīng)基本滿足風(fēng)電發(fā)展的需要，但是依然有一些主要設(shè)備要依賴進(jìn)口。這就需要展開風(fēng)電裝備制造業(yè)體系的健全，保證其技術(shù)的自主創(chuàng)新，進(jìn)行風(fēng)電核心技術(shù)的積極應(yīng)用，保證風(fēng)電關(guān)鍵設(shè)備體系的優(yōu)化。

通過對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的探討可以得知，其是一種綜合性的高技術(shù)系統(tǒng)工程，涉及的學(xué)科范圍比較廣泛，比如自動(dòng)控制領(lǐng)域、空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域、力學(xué)領(lǐng)域等，這些模塊都影響了風(fēng)電組的正常開展。目前來說，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)體系是不健全的，這涉及到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心技術(shù)、體積改進(jìn)技術(shù)等模塊，尤其是控制技術(shù)的應(yīng)用影響了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體效益。

受到內(nèi)外環(huán)境的影響，比如大氣氣壓、濕度、氣溫等情況的改變，其自然風(fēng)速是不斷變化的，這也與風(fēng)電場(chǎng)地的綜合環(huán)境是密切相關(guān)的，這就使風(fēng)力機(jī)具備不可控性及其隨機(jī)性。為了有效優(yōu)化風(fēng)能的利用率，進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片直徑的控制是必要的，保證其風(fēng)輪良好的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的控制，從而滿足當(dāng)下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)及其脫網(wǎng)工作的需要，實(shí)現(xiàn)其輸入功率的積極控制及其優(yōu)化。

2 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用模塊的優(yōu)化

為了更好的進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電技術(shù)模塊的優(yōu)化，展開風(fēng)力資源豐富地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的控制是必要的，這就需要進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的積極監(jiān)控及其無(wú)人值班運(yùn)行，這就需要展開風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制體系的健全，保證其系統(tǒng)可靠性及其整體安全性的優(yōu)化。這離不開風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)體系的優(yōu)化，離不開對(duì)先進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，這些都有利于風(fēng)力發(fā)電組的優(yōu)化運(yùn)行。這也離不開先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，保證先進(jìn)的控制技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電的積極控制，保證其控制模塊的多模塊化，實(shí)現(xiàn)其智能型發(fā)展模塊的應(yīng)用，以提升其應(yīng)用效益。

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)模塊中，進(jìn)行定槳距型風(fēng)力機(jī)組的優(yōu)化控制是必要的，從而進(jìn)行槳距角的積極固定及其優(yōu)化。從而有效應(yīng)對(duì)其風(fēng)速的變化情況，實(shí)現(xiàn)槳葉的迎風(fēng)角度的控制。在失速型應(yīng)用設(shè)備中，其是針對(duì)風(fēng)速及其額定風(fēng)速的變化情況，展開的失速特性的應(yīng)用，隨著氣流攻角的不斷變化，其槳葉的表面會(huì)產(chǎn)生一系列的渦流情況，這就需要進(jìn)行發(fā)電機(jī)的功率輸出模塊的控制。失速調(diào)節(jié)型具備良好的工作效益，比如其設(shè)備的簡(jiǎn)單可靠性，有利于順應(yīng)風(fēng)速的變化情況而進(jìn)行輸出功率的變化。只通過槳葉的被動(dòng)失速調(diào)節(jié)而控制系統(tǒng)不做任何控制，使控制系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。其缺點(diǎn)是葉片重量大，槳葉、輪轂、塔架等部件受力較大，機(jī)組的整體效率較低，也使得這些關(guān)鍵部件更容易疲勞磨損。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是近年來發(fā)展起來的一種新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)速不受發(fā)電機(jī)輸出功率的限制，而其輸出電壓的頻率、幅值和相位也不受轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的影響。

相對(duì)于恒速風(fēng)電機(jī)組的變化應(yīng)用，該發(fā)電機(jī)就具備良好的功能適應(yīng)性，比如在其低風(fēng)速時(shí)，能夠進(jìn)行風(fēng)速變化情況的跟蹤，從而保證其葉尖速度的有效控制及其保持，通過對(duì)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的變化情況的應(yīng)用，進(jìn)行風(fēng)力機(jī)槳距角的調(diào)節(jié)，從而有利于風(fēng)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)其輸出功率的更加穩(wěn)定性。在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用過程中，其需要進(jìn)行變槳距的控制來保證設(shè)備的最佳運(yùn)作，這就需要進(jìn)行發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速模塊及其風(fēng)速的控制，實(shí)現(xiàn)葉片槳距角的積極調(diào)整、優(yōu)化。從而控制發(fā)電機(jī)輸出功率，由傳動(dòng)齒輪箱、伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制單元組成。隨著風(fēng)電控制技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)輸出功率小于額定功率狀態(tài)時(shí)，變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用OptitiP技術(shù)，即根據(jù)風(fēng)速的大小，調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率，使其盡量運(yùn)行在最佳葉尖速比，以得到理想的輸出功率。變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是：輸出功率平穩(wěn)，在額定點(diǎn)具有較高的風(fēng)能利用系數(shù)，具有更好的起動(dòng)性能與制動(dòng)性能，能夠確保高風(fēng)速段的額定功率。

通過對(duì)風(fēng)能性質(zhì)的分析可以得知，其具備較低穩(wěn)定性，并且該能源的能量密度性比較低，受到其風(fēng)速、風(fēng)向等的變化影響，風(fēng)力機(jī)葉片攻角也會(huì)不斷發(fā)生變化，從而影響了葉尖速的變化情況。這受到風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力效率的影響極其傳動(dòng)鏈的功率變化影響，不利于風(fēng)電系統(tǒng)的發(fā)電效率的有效運(yùn)作，從而影響了電能質(zhì)量。目前，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略研究根據(jù)控制器類型可分為兩大類：基于數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)控制方法和現(xiàn)代控制方法。傳統(tǒng)控制采用線性控制方法，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩或槳葉節(jié)距角，使葉尖速比保持最優(yōu)值，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲。對(duì)于快速變化的風(fēng)速，其調(diào)節(jié)相對(duì)滯后。

通過對(duì)現(xiàn)代控制方法的應(yīng)用有利于提升風(fēng)電機(jī)組的應(yīng)用效益，這涉及到自適應(yīng)控制模塊、智能控制模塊、變結(jié)構(gòu)控制模塊等，進(jìn)行系數(shù)參數(shù)變化情況的有效適應(yīng)，進(jìn)行風(fēng)電系統(tǒng)的內(nèi)部工作模塊的優(yōu)化，保證風(fēng)電機(jī)組的積極控制，比如進(jìn)行魯棒控制模塊的優(yōu)化，保證多變量問題的積極解決，這有利于進(jìn)行位置系統(tǒng)干擾因素問題的解決，有利于保證其魯棒控制程序的強(qiáng)穩(wěn)定性的優(yōu)化。模糊控制是一種典型的智能控制方法，其最大的特點(diǎn)是將專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)表示為語(yǔ)言規(guī)則用于控制，不依賴于被控制對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，能夠克服非線性因素的影響，對(duì)被調(diào)節(jié)對(duì)象有較強(qiáng)的魯棒性。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的精確數(shù)學(xué)模型難以建立，模糊控制非常適合于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制，越來越受到風(fēng)電研究人員的重視。

目前來說，我國(guó)風(fēng)電機(jī)組的核心設(shè)計(jì)及其制作體系依舊是不健全的，在技術(shù)設(shè)計(jì)模塊中存在著諸多的問題，這就需要進(jìn)行自主研發(fā)科技的開發(fā)，保證自主創(chuàng)新技術(shù)體系的優(yōu)化，從而滿足現(xiàn)階段風(fēng)電企業(yè)的有效開展，進(jìn)行設(shè)計(jì)模塊的優(yōu)化，保證風(fēng)機(jī)制造體系的健全，保證其逆變系統(tǒng)、風(fēng)電控制系統(tǒng)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)一系列的核心零件的可替代性。其次，我國(guó)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃不相協(xié)調(diào)，上網(wǎng)容量遠(yuǎn)小于裝機(jī)容量。風(fēng)電發(fā)展側(cè)重于資源規(guī)劃，風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)往往沒有考慮當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的消納能力，從而造成裝機(jī)容量大，并網(wǎng)發(fā)電少的現(xiàn)狀。我國(guó)風(fēng)電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不健全，包括風(fēng)機(jī)制造、檢測(cè)、調(diào)試、關(guān)鍵零部件生產(chǎn)及電場(chǎng)入網(wǎng)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)亟需建立和完善。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及其技術(shù)應(yīng)用狀況的分析，可以更有效的提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用效益，更有利于當(dāng)下風(fēng)力發(fā)電問題的解決。

參考文獻(xiàn)

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