關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及研究

張偉　許洪銘

摘 要：新時(shí)期，隨著我國(guó)人民生活品質(zhì)的進(jìn)一步有效提升，人們對(duì)于生活環(huán)境的綠色和環(huán)保等功能的重視程度日益加深。而風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有將風(fēng)能合理地轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵性作用，因而其重要性以及在近些年的受關(guān)注程度都在持續(xù)上升?；诖?，筆者在本文中主要圍繞著風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及研究情況，并針對(duì)活力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、我國(guó)風(fēng)流發(fā)電中出現(xiàn)的主要問(wèn)題、風(fēng)流發(fā)電機(jī)的應(yīng)用情況等問(wèn)題展開(kāi)了合理的分析與闡述，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)性研究?jī)r(jià)值。

關(guān)鍵詞：新時(shí)期；風(fēng)力發(fā)電機(jī)；發(fā)展現(xiàn)狀；問(wèn)題探究；分析與思考

引言

通常意義上，在上個(gè)世紀(jì)七十年代左右，在市場(chǎng)上便開(kāi)始出現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而且其發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛，在發(fā)電機(jī)市場(chǎng)上開(kāi)始存在多種風(fēng)力綜合發(fā)電的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和完整的發(fā)電系統(tǒng)。與此同時(shí)，由于近些年來(lái)人們對(duì)于環(huán)保這個(gè)話題的關(guān)注度持續(xù)提升，對(duì)于低污染、低浪費(fèi)現(xiàn)象的存在，進(jìn)而使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的市場(chǎng)發(fā)展速度進(jìn)一步得到了加快。因此，為了更好地探究風(fēng)力發(fā)電機(jī)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，以及對(duì)于人類、對(duì)于社會(huì)所帶來(lái)的諸多積極影響，則必須從其現(xiàn)狀出發(fā)展開(kāi)分析和思考。

一、活力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀研究

現(xiàn)階段，我國(guó)的活力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用范圍持續(xù)擴(kuò)大，該項(xiàng)技術(shù)也在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中不斷成熟和完善，其主要的風(fēng)力發(fā)電需要重視幾點(diǎn)內(nèi)容：其一，風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)投資成本較高，然而，整體的運(yùn)營(yíng)成本較低；其二，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用呈現(xiàn)商業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)，在海上發(fā)電的應(yīng)用頻率大，且受外界影響較少；其三，發(fā)電機(jī)容量和裝機(jī)規(guī)模均在不斷擴(kuò)大。

二、活力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

（一）應(yīng)用的功率在不斷地增大

通過(guò)當(dāng)前的實(shí)踐研究表明，為了使風(fēng)力發(fā)電的成本不斷降低，提高風(fēng)力發(fā)電的效率，已經(jīng)有效地提高了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。同時(shí)，已經(jīng)對(duì)器件的額定功率進(jìn)行了提高，改善了開(kāi)關(guān)和導(dǎo)通，所以，多電平流器的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被不斷地開(kāi)發(fā)出來(lái)。風(fēng)力發(fā)電的效果與開(kāi)關(guān)的消耗、導(dǎo)通的消耗具有直接性的關(guān)系。但是，由于開(kāi)關(guān)的頻率比較低，因此對(duì)其開(kāi)關(guān)的消耗造成了一定的影響，使其處于一種較低的消耗程度。風(fēng)力渦輪所具有的標(biāo)稱功率直接受到其電壓與電流的額定值而決定，隨之而發(fā)生改變。多電平變流器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓值的有效調(diào)節(jié)，在使其額定電壓值發(fā)生改變的過(guò)程之中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力電場(chǎng)與風(fēng)力渦輪進(jìn)行有效地控制，還可以實(shí)現(xiàn)在此基礎(chǔ)之上的配電與網(wǎng)絡(luò)相連接。因此，在此工作模式之下實(shí)現(xiàn)對(duì)表壓器的淘汰，簡(jiǎn)化了工作流程。

（二）風(fēng)力電廠儲(chǔ)能技術(shù)不斷提高

對(duì)于風(fēng)力電場(chǎng)的有效使用促進(jìn)了其發(fā)電技術(shù)水平的不斷提升，同時(shí)還能夠增加其所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益。在對(duì)其電壓頻率進(jìn)行維持的過(guò)程之中，儲(chǔ)能系統(tǒng)具有著關(guān)鍵性的作用，該系統(tǒng)具有自身的優(yōu)勢(shì)，不僅可以在短時(shí)間對(duì)其能量進(jìn)行有效地存儲(chǔ)，還可以對(duì)其能量進(jìn)行有效地吸收與注入。儲(chǔ)能系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之中占據(jù)著主要的部分，并且發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在眾多的儲(chǔ)能系統(tǒng)之中，蓄電池是在當(dāng)前時(shí)期被應(yīng)用的最為廣泛的系統(tǒng)，具有良好的實(shí)際應(yīng)用效果。

（三）實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力渦輪發(fā)電技術(shù)在離岸的情況下被應(yīng)用的更加廣泛了，在海上具有著豐富的風(fēng)力資源，因此，在海水較淺的地方可以安裝渦輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，在此利用渦輪進(jìn)行發(fā)電的效果較好，可以多出陸地渦輪發(fā)電的一半以上。對(duì)于輸電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的有效方式就是傳統(tǒng)的利用空氣對(duì)熱量進(jìn)行傳遞，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電閥與風(fēng)電場(chǎng)相連的問(wèn)題進(jìn)行解決，不僅可以將輸電連接到電網(wǎng)與電場(chǎng)組織之中，還可以將電運(yùn)送負(fù)載中心。

三、我國(guó)風(fēng)流發(fā)電中出現(xiàn)的主要問(wèn)題

其一，主要應(yīng)用的范圍依然局限于風(fēng)速較高、風(fēng)力較強(qiáng)的地域，但是，其應(yīng)用范圍的局限性對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)體與內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題來(lái)說(shuō)提出了一定的挑戰(zhàn)。其二，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的建設(shè)成本較高，不利于大面積的使用，在經(jīng)濟(jì)貧窮地區(qū)的使用限制相對(duì)較大。其三，隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活品質(zhì)的提升，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)提出了更多的要求。

四、風(fēng)流發(fā)電機(jī)的應(yīng)用情況

（一）定槳距型發(fā)電機(jī)

該種發(fā)電機(jī)主要是指槳葉與輪轂之間是進(jìn)行固定連接的，換言之，當(dāng)風(fēng)速發(fā)生變化時(shí)，槳葉迎風(fēng)的角度不會(huì)發(fā)生改變。如果當(dāng)其風(fēng)速超過(guò)了額定的風(fēng)速時(shí)，可以通過(guò)對(duì)其槳葉進(jìn)行有效地利用，在已經(jīng)達(dá)到了失速的情況下，在槳葉的表面會(huì)產(chǎn)生渦流，從而限制發(fā)電機(jī)功率的輸出，即失速調(diào)節(jié)。該種調(diào)節(jié)方法具有簡(jiǎn)單可靠的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)風(fēng)速地方變化引起對(duì)其輸出功率產(chǎn)生一定的影響的情況下，通過(guò)槳葉對(duì)其整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化。但是，其缺點(diǎn)是葉片的重量較大，使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率較低，也會(huì)加重其磨損的情況。

（二）變速恒頻發(fā)電機(jī)

變速恒頻發(fā)電機(jī)是最近幾年才剛剛興起的一種全新的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)速與以往的發(fā)電機(jī)不同，可以不受到發(fā)電機(jī)本身功率輸出作用的約束，并且可以保證輸出的電壓在頻率、幅值數(shù)、相位等因素方面都保持穩(wěn)定的狀態(tài)。同時(shí)，還可以保證起動(dòng)時(shí)比較安全、功率輸出比較穩(wěn)定等。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，筆者在本文中著重圍繞著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的現(xiàn)狀與研究進(jìn)展情況及其相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了分析與思考，進(jìn)一步體現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)于環(huán)保和節(jié)能事業(yè)所具有的突出貢獻(xiàn)和重要作用。因此，相關(guān)單位及其負(fù)責(zé)人必須針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)目前仍然存在的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行分析，進(jìn)而得出科學(xué)的應(yīng)對(duì)策略。

（作者單位：明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司）