風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的問(wèn)題及發(fā)展探究

張罡

摘要：隨著各領(lǐng)域的不斷提高和發(fā)展，能源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)重，加大對(duì)于可再生能源的開(kāi)發(fā)利用成為未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。風(fēng)力能源作為我國(guó)廣泛存在的重要可再生能源，其在應(yīng)用中表現(xiàn)出了較為明顯的無(wú)污染以及大能量特點(diǎn)，因?yàn)槠錆摿薮笄曳植急容^廣，進(jìn)而也就在我國(guó)很多地區(qū)得到了推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電技術(shù);問(wèn)題;發(fā)展

引言

由于全球經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展與復(fù)蘇，全球變暖的問(wèn)題也更加明顯。目前，燃燒具有污染性的能源與使用不可再生資源是造成全球變暖的主要因素，所以，世界各國(guó)都在加大對(duì)可再生能源與清潔能源的研究。風(fēng)能是一種便利的清潔能源，其在目前的發(fā)展中已經(jīng)獲得了較大的成果。

1風(fēng)力發(fā)電技術(shù)存在的問(wèn)題

1.1風(fēng)力資源分布不均

我國(guó)風(fēng)力資源主要集中于西北內(nèi)陸與東南沿海地區(qū)，隨著風(fēng)力發(fā)電企業(yè)的成熟，要防止出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題，當(dāng)前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電急需解決的問(wèn)題是遠(yuǎn)距離運(yùn)輸問(wèn)題。

1.2產(chǎn)業(yè)鏈不完整

我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的核心部件還主要依賴(lài)進(jìn)口，如電氣可編程控制與集電環(huán)等部件，而且當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步提高，還需解決運(yùn)輸、維護(hù)、咨詢(xún)、監(jiān)測(cè)等諸個(gè)方面的問(wèn)題。

1.3單機(jī)容量加大但理論經(jīng)驗(yàn)不足

我國(guó)當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電單機(jī)容量明顯增大，但還不具備完善的理論知識(shí)體系與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還不能進(jìn)行科學(xué)精細(xì)的載荷極限計(jì)算。風(fēng)力發(fā)電單機(jī)容量增大有利于降低整體投入成本，提高發(fā)電效率，將來(lái)必然會(huì)得到迅速發(fā)展。

1.4安全性能不高

由于我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)還處于發(fā)展階段，因此必然存在一定的缺點(diǎn)，安全性能還有待進(jìn)一步提高，尤其是在并網(wǎng)與運(yùn)輸方面。當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要事故原因表現(xiàn)在沒(méi)有認(rèn)識(shí)到裝機(jī)階段技術(shù)的重要性，自身管理有待完善等幾個(gè)方面，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性與安全性不高。要求技術(shù)人員要重視解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)組脫網(wǎng)等問(wèn)題，保證整個(gè)系統(tǒng)的日益完善，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全性。

1.5機(jī)組故障頻發(fā)

我國(guó)當(dāng)前由于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)還沒(méi)有大面積推廣，很多地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)沒(méi)有進(jìn)行改革，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全性有待進(jìn)一步提高，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組事故頻發(fā)，嚴(yán)重影響了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2針對(duì)問(wèn)題的解決對(duì)策

2.1提升風(fēng)電質(zhì)量

為了提升風(fēng)電質(zhì)量，能夠使用超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)，讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的頻率與輸出電壓保持穩(wěn)定。該種技術(shù)是一種全新的柔性交流輸電的技術(shù)，具有無(wú)污染、高功率、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于無(wú)功或者有功的功率具有釋放與吸收的效果，進(jìn)而使其達(dá)到電力系統(tǒng)的要求。

2.2改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)

對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，能夠從以下兩個(gè)方面著手：其一，能夠利用先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，把齒輪箱與主轉(zhuǎn)動(dòng)軸等相結(jié)合，降低機(jī)組零部件的使用，進(jìn)而極大地增強(qiáng)系統(tǒng)的工作效率、安全性、穩(wěn)定性，并減少部件安裝與維修的經(jīng)濟(jì)支出;其二，能夠?qū)C(jī)械的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)展開(kāi)優(yōu)化，防止由于風(fēng)力的變化影響到機(jī)械結(jié)構(gòu)的負(fù)荷，并減少零部件所受到的應(yīng)力，降低整個(gè)機(jī)組與部件的重量，極大地降低成本。

2.3提升安全性能

為了增強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全性，就需要對(duì)風(fēng)電機(jī)組展開(kāi)超速測(cè)試，檢測(cè)超速保護(hù)動(dòng)作、超速通道、超速模塊、超速傳感器后制動(dòng)回路的動(dòng)作情況。同時(shí)，還需要對(duì)風(fēng)電機(jī)組展開(kāi)緊急停機(jī)測(cè)試，測(cè)試機(jī)械剎車(chē)制動(dòng)、備用電源、順漿回路等是否能夠正常工作。除此之外，還需要對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組展開(kāi)振動(dòng)試驗(yàn)，檢查保護(hù)動(dòng)作、保護(hù)通道、保護(hù)測(cè)量元件等能不能夠正常工作，從而確保機(jī)組的安全性。

2.4改進(jìn)控制技術(shù)

對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的易干擾、不穩(wěn)定的問(wèn)題，一般使用系統(tǒng)模型控制的方式予以解決，但是該種方法具有一定的局限性，所以其僅限于某個(gè)系統(tǒng)的指定周期使用，難以有效地預(yù)防能量轉(zhuǎn)換多個(gè)過(guò)程中所產(chǎn)生的變化。在風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行的環(huán)境下，風(fēng)電機(jī)組由于無(wú)人值守，所以對(duì)系統(tǒng)的控制有著更高的要求。使用自適應(yīng)控制器，能夠讓風(fēng)電機(jī)組在最大的范圍內(nèi)，使用功率系數(shù)得到優(yōu)化。其工作原理為，利用對(duì)系統(tǒng)的輸入輸出展開(kāi)測(cè)量，分析控制過(guò)程中需要的參數(shù)，并利用控制系統(tǒng)展開(kāi)控制。相比于原有的控制器，自適應(yīng)控制器性能得到了較好的優(yōu)化，性能大大增加。它通過(guò)構(gòu)建出準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電功率展開(kāi)控制，進(jìn)而更高效地進(jìn)行控制，并節(jié)約成本。

3風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展路徑

3.1風(fēng)電機(jī)組技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

在未來(lái)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展中，首先應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注于風(fēng)電機(jī)組相關(guān)核心技術(shù)的創(chuàng)新研究，確保我國(guó)未來(lái)風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造能夠具備自主研發(fā)能力，在引入先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠較好實(shí)現(xiàn)吸收和自主研究，力求逐步擺脫對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的依賴(lài)。針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的構(gòu)建而言，其往往涉及到了多方面內(nèi)容，技術(shù)要求同樣也比較高，為了確保各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠在未來(lái)形成高效可靠運(yùn)行效果，往往需要充分考慮到各個(gè)關(guān)鍵組成部件以及所有技術(shù)手段的創(chuàng)新。此外，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組方面的技術(shù)創(chuàng)新研究還需要重點(diǎn)關(guān)注于大型化發(fā)展趨勢(shì)，力求借助于規(guī)模更大的風(fēng)力發(fā)電單機(jī)設(shè)施，促使風(fēng)力發(fā)電技術(shù)可以更好發(fā)揮作用，可以體現(xiàn)出更強(qiáng)發(fā)電能力，對(duì)于風(fēng)力資源的應(yīng)用更為高效。伴隨著當(dāng)前我國(guó)風(fēng)電行業(yè)中容量風(fēng)電機(jī)組的流行，該方面的研究力度同樣也需要不斷加大，力求在該方面能夠逐步具備世界領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)利技術(shù)方面的突破，體現(xiàn)更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2控制技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

對(duì)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展而言，著眼于控制技術(shù)進(jìn)行深入研究同樣也是重要手段，這也是切實(shí)提升風(fēng)力發(fā)電效果的關(guān)鍵條件。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中控制技術(shù)的應(yīng)用而言，其不僅僅關(guān)系到最終的風(fēng)力發(fā)電效率，同樣還關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性和安全性，對(duì)于優(yōu)化各個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的運(yùn)行效果具備積極作用。在未來(lái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)的創(chuàng)新研究中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用極為關(guān)鍵，應(yīng)該切實(shí)借助于先進(jìn)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)機(jī)組的協(xié)調(diào)管理，以求形成更為理想的調(diào)控作用變速恒頻控制技術(shù)的研究同樣也是未來(lái)發(fā)展的方向，可以為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制優(yōu)化提供可靠支持，在實(shí)際運(yùn)行中可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的優(yōu)化，避免因?yàn)檩敵鲭妷菏艿睫D(zhuǎn)子運(yùn)行狀態(tài)影響，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電結(jié)果不良，促使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以在高風(fēng)速以及低風(fēng)速狀態(tài)下都具備協(xié)調(diào)運(yùn)行能力，相關(guān)勵(lì)磁控制以及變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)成為進(jìn)一步研究?jī)?yōu)化的重要方向。此外，失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制模式同樣也可以在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出積極作用，相對(duì)而言也比較簡(jiǎn)單，尤其是在面臨風(fēng)速變化時(shí)，相應(yīng)機(jī)組運(yùn)行可以維持穩(wěn)定，電能輸出功率也能夠得到優(yōu)化，但是因?yàn)槠淙~片相對(duì)較大，同樣也會(huì)對(duì)于整體設(shè)施產(chǎn)生較大設(shè)計(jì)和制造壓力，需要予以克服。當(dāng)然，伴隨著當(dāng)前我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)以及智能化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)研究中有效引入和應(yīng)用同樣也成為重要研究目標(biāo)，依托智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)自動(dòng)化控制，促使其可以表現(xiàn)出更強(qiáng)的運(yùn)行效率，促使其始終維系最優(yōu)運(yùn)行功效。與此同時(shí)，降低了對(duì)于管理人員的依賴(lài)性，解放管理人員的同時(shí)還可以提升控制的精確度。

結(jié)語(yǔ)

總之，隨著低碳環(huán)保理念的不斷增強(qiáng)，各種新型清潔無(wú)污染能源必然會(huì)得到人們的普遍應(yīng)用，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)作為低碳經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，將來(lái)必然會(huì)得到快速發(fā)展。

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