風電多元化應用及其相關(guān)技術(shù)探討

王淼源

摘要：近年來，世界各國在積極進行現(xiàn)代化建設的過程中，對傳統(tǒng)能源的消耗越來越嚴重，不僅嚴重破壞了生態(tài)和環(huán)境，影響人們的生活質(zhì)量，同時也不利于人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在這種情況下，對可再生能源的開發(fā)利用成為人們廣泛關(guān)注的話題。其中，風電的應用范圍較廣，呈現(xiàn)出多元化的應用特點，在這種情況下，本文從分布式發(fā)電、風光互補功能系統(tǒng)及建筑一體化2個角度出發(fā)對風電多元化應用及其相關(guān)技術(shù)展開了研究，希望對我國相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展起到促進作用。

關(guān)鍵詞：風電；多元化應用；分布式發(fā)電；建筑一體化

中圖分類號TM3 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0010-02

近年來，在科學和信息技術(shù)不斷進步的背景下，世界各國的經(jīng)濟建設發(fā)展速度加快，而這一過程中對能源的需求量大大增加，同時傳統(tǒng)的發(fā)電模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代經(jīng)濟社會發(fā)展的需求，在全球能源緊張、環(huán)境污染日益嚴重的背景下，積極加強可再生能源的開發(fā)和利用勢在必行，風力發(fā)電就是在這種情況下產(chǎn)生并得到有效應用的。隨著科學技術(shù)的不斷進步，風電現(xiàn)階段已經(jīng)能夠適用于各個領(lǐng)域的發(fā)展當中，在這種情況下，積極加強風電多元化應用及其相關(guān)技術(shù)探討具有重要意義。

1.分布式發(fā)電

1.1分布式發(fā)電優(yōu)勢

分布式發(fā)電也稱之為DG，近年來，在風能開發(fā)以及應用技術(shù)不斷進步的過程中，風能被有效應用于分布式發(fā)電當中，這一全新的風能應用途徑，在人們的日常工作及生活中發(fā)揮了重要的功能。通常情況下，擁有最高幾十兆瓦、最低幾千瓦的系統(tǒng)容量，在發(fā)電過程中，以聯(lián)合發(fā)電的形式為主，也就是說除了對風能進行應用，同時還應用了多種能源。在對分布式發(fā)電進行應用的過程中，其呈現(xiàn)出如下優(yōu)勢。

首先，實現(xiàn)就近供電的過程中，可以在負荷處對可再生能源、新能源等進行充分的利用，促使傳統(tǒng)發(fā)電過程中所應用的化石能源消耗量降低，更重要的是就近供電極大的節(jié)約了輸配電過程中的成本，整個發(fā)電過程中，負荷不再過度依賴電網(wǎng)，同時，對環(huán)境的污染得到有效控制；其次，可以有效對多種類型的能量進行提供，包括冷、熱、電三聯(lián)產(chǎn)這一典型的能量應用，促使梯級利用在能量中得以實現(xiàn)，保證各項能源在應用過程中，利用率得到極大的提升；再次，分布式發(fā)電在運行過程中，既可以獨立運行也可以并網(wǎng)運行，擁有靈活的負荷調(diào)節(jié)，要想有效的提升供電可靠性，可以同大電網(wǎng)進行配合。例如，如果意外災害發(fā)生于電網(wǎng)當中，導致其產(chǎn)生了崩潰現(xiàn)象，如暴風雪、地震等災害的產(chǎn)生時，利用分布式發(fā)電可以有效的為使用者提供穩(wěn)定的電能。

1.2分布式發(fā)電的應用

我國地域遼闊，擁有豐富的風能，現(xiàn)階段在日常運行過程中，對風能進行充分利用的區(qū)域主要是我國的東北、西部以及青藏高原地區(qū)等地，其中包含我國經(jīng)濟發(fā)展相對較緩慢的地區(qū)。這些地區(qū)傳統(tǒng)的供電方式為架線輸電，這種方式在使用過程中，不僅成本較高，同時面對居住分析以及用電量較低的地區(qū)，應用這種方式供電將造成資源的嚴重浪費，在這種情況下，分布式發(fā)電的優(yōu)勢凸現(xiàn)出來。

現(xiàn)階段，分布式發(fā)電并網(wǎng)在應用過程中，也存在部分限制性因素，如加大了整定動作值以及設置幾點保護的難度，造成供電穩(wěn)定性以及電能質(zhì)量下降，導致不確定性在配電網(wǎng)潮流中增加。為了解決這些缺陷，微網(wǎng)技術(shù)得以產(chǎn)生。

該技術(shù)在分布式發(fā)電當中的應用，能夠促使電網(wǎng)中的子系統(tǒng)同時包含負荷和分布式發(fā)電，在不影響電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的基礎上，能夠更加靈活的在電網(wǎng)中應用或撤離分布式發(fā)電，促使電網(wǎng)運行可靠性有效提升。

2.風光互補功能系統(tǒng)及建筑一體化

2.1風光互補供電系統(tǒng)

近年來，我國在積極進行現(xiàn)代化建設的過程中，建筑業(yè)迎來廣闊發(fā)展空間，然而，建筑工程從施工到使用的過程中，是非常耗能的。目前，同全國能耗總量相比，建筑耗能占據(jù)1/4的比例，遠遠高于發(fā)達國家的建筑耗能量。在這種情況下，我國相關(guān)部門和專家在日常工作中開始重視將太陽能和風能等可再生能源應用于建筑工程當中，努力在建筑中的供電系統(tǒng)中應用風光互補方式，實現(xiàn)節(jié)約能源以及保護環(huán)境目的的過程中，促使人們對低碳生活的理念產(chǎn)生更加深刻的理解。

風光互補供電系統(tǒng)與建筑一體化理念主要指的是在建筑運行過程中，融入風光互補供電系統(tǒng)，并由其來提供電能。在實際施工過程中，需要將光伏陣列鋪設與建筑屋頂以及墻體等圍護結(jié)構(gòu)當中，并將風能發(fā)電設備安置于建筑綠地當中。該設計手段在實際應用過程中，可以實現(xiàn)降低輸送電能中產(chǎn)生的消耗，降低電能供應成本的基礎上，為建筑提供多數(shù)電能，為構(gòu)建城市環(huán)保節(jié)能環(huán)境奠定良好的基礎。

2.2基本原理

在風電-光伏互補供電系統(tǒng)當中，其構(gòu)成部件相對較多，如交流配電系統(tǒng)、逆變電源、充電控制器和風能發(fā)電機等。該系統(tǒng)運行過程中，控制工作由充電控制器來實現(xiàn)，蓄電池充電過程中，可以單獨使用風力發(fā)電機、光伏電池組，也可以在二者運行過程中，對其進行同時充電。接下來在實現(xiàn)直流與交流轉(zhuǎn)換的過程中，需要對逆變電源進行應用，最后用戶可以在對交流配電系統(tǒng)進行應用的過程中獲得可靠的電能。

我國對該系統(tǒng)進行應用的過程中，一個典型的實例就是世博會中的印度場館建筑設計，在對可再生能源進行永久性應用的過程中，可以對屋頂上的太陽能電池和小型的風車進行充分的利用，不僅供電以及用電整個過程不會產(chǎn)生任何污染，同時在電能排放的過程中安全性較高，將節(jié)能理念進行了充分的體現(xiàn)。同時，風光互補供電系統(tǒng)在應用過程中，現(xiàn)階段已經(jīng)能夠同路燈系統(tǒng)、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)進行緊密的結(jié)合。

現(xiàn)階段，我國的風光互補供電系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)相對成熟，而各個互補系統(tǒng)如風電水電、風電燃氣輪機等系統(tǒng)也在不斷的發(fā)展當中。我國在積極對風電進行應用的過程中，提出了風電多元化技術(shù)理念，提倡將大規(guī)模蓄電和直接供電同風電進行緊密的結(jié)合?？偠灾捎陲L能在應用過程中實用性較強，也能夠靈活的已經(jīng)用于其他能源形勢當中，實現(xiàn)互補系統(tǒng)，因此我國在積極進行電力系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，應注重對風電多元化的應用。

3.結(jié)論

綜上所述，在人類文明不斷進步的過程中，現(xiàn)階段人們在積極加強經(jīng)濟建設的過程中，已經(jīng)深刻意識到加大環(huán)境保護和節(jié)約能源力度的重要性。在這種情況下，世界各國逐漸加強了可再生能源的開發(fā)和利用，風能作為重要的清潔能源，被有效應用于電網(wǎng)當中，風電技術(shù)也在發(fā)展中逐漸得到完善?，F(xiàn)階段，我國的風電技術(shù)已經(jīng)取得了極大的進步，同時也能夠?qū)⑵鋸V泛應用于各個領(lǐng)域當中，在未來的發(fā)展中，還應當加大風電技術(shù)完善以及應用的創(chuàng)新力度，促使該技術(shù)能夠為更多領(lǐng)域的發(fā)展做出重要的貢獻。