風(fēng)電特點及在我國新能源構(gòu)成中的重要性

中國華電集團有限公司廣東公司 劉 鋒

能源是現(xiàn)今社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，也是人類生活的基礎(chǔ)，是促進我國經(jīng)濟發(fā)展的主要物資。但隨著人類對能源的過度開采和使用，造成了不可再生能源的短缺，并且給環(huán)境帶來很大的污染，所以開發(fā)新能源是現(xiàn)今最主要的問題，也是我國最主要的任務(wù)。風(fēng)能是重要的能源，風(fēng)力發(fā)電可以有效解決我國的能源供應(yīng)問題，并且風(fēng)力發(fā)電可以有效減少環(huán)境污染和對二氧化碳的排放，促進我國的可持續(xù)發(fā)展進程。雖然近些年來我國一直在來發(fā)風(fēng)力發(fā)電，但無論是從發(fā)電裝置上還是從制造水平上，我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)還有很多問題需要改進。

現(xiàn)今世界的發(fā)展趨勢是和不可再生能源的開發(fā)有很大關(guān)系的，世界各國的科技發(fā)展和社會的進步都離不開對能源的開發(fā)和利用。并且隨著社會的發(fā)展，對不可再生能源的使用量越來越大，但是不可再生能源的儲存量卻越來越少，因此使用可再生能源、開發(fā)新能源已經(jīng)成為世界關(guān)注的主要問題，也是各國的研究人員主要的研究方向。將可再生能源進行提純，用來應(yīng)對更多的能源消耗使目前主要的研究重點，這樣可以減少對環(huán)境的污染，緩解能源緊缺的現(xiàn)狀，使可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略得到進一步的實施。風(fēng)能源的開發(fā)不僅為我國的發(fā)展提供了重要的資源支撐，還未我國的環(huán)境保護貢獻(xiàn)了重要的力量。

風(fēng)力發(fā)電有很多的優(yōu)勢，首先風(fēng)力發(fā)電不消耗任何的燃料，不會污染環(huán)境、更不會產(chǎn)生二氧化碳和一些有害氣體，是可再生能源。并且風(fēng)力發(fā)電的設(shè)備可以建設(shè)在淺海或者海灘，對耕地的占有面積很小。在西北建設(shè)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備多建設(shè)在荒漠地區(qū)，即使會占有一部分工地，也只是一個基礎(chǔ)的建設(shè)，建設(shè)周期很短，單個的機械建設(shè)最多工期不會超過半年，并且單一的組裝風(fēng)力發(fā)電設(shè)備就可以用于發(fā)電。在投資方面，風(fēng)力發(fā)電的設(shè)備投入的資金較小，規(guī)?？梢暂^小也可以很大，所以投資有很大的靈活性。在海灘等地方建的發(fā)電設(shè)備，每年利用小時數(shù)可以達(dá)到3000以上，大型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可以發(fā)送更多的電量。

風(fēng)力發(fā)電還可以根據(jù)季節(jié)的變化和風(fēng)力的多少自行更換和互補，就像春季和冬季的風(fēng)比較大、夏季和秋季的風(fēng)比較小，春冬季風(fēng)力發(fā)的電量用不完可以進行儲存，彌補秋季和夏季的少風(fēng)期。我國的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備很多，并且我國的海灘風(fēng)力資源豐富，在這些地區(qū)也是我國經(jīng)濟發(fā)展比較快的地區(qū)，對電力的需求更大，在這樣的地區(qū)建設(shè)大型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，在一定程度上可以有效解決當(dāng)?shù)貐^(qū)域的電力供應(yīng)緊張的問題。當(dāng)在一些地區(qū)進行大規(guī)模的建設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備后，在一定程度上會減弱風(fēng)力，從而減少揚沙大風(fēng)等惡劣的天氣，減少沙塵暴的發(fā)生概率。在西北的一些地區(qū)建立風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可以增強東南風(fēng)的趨勢，使當(dāng)?shù)氐呐瘽駳饬鬟M行北移，使北方的降雨量增加。

圖1 恒頻發(fā)電系統(tǒng)

同時風(fēng)力發(fā)電也有缺點，所謂風(fēng)力發(fā)電是因為有風(fēng)才會有電，大量的驗收風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，會給電網(wǎng)的調(diào)度工作帶來一定的困難，因為風(fēng)力發(fā)電是質(zhì)量最差的電源，從電網(wǎng)管理的方面來說，我國的電力和網(wǎng)絡(luò)是統(tǒng)一進行管理的，要想建立大量的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，就要有消納風(fēng)電的良好渠道，要加強這一方面的協(xié)調(diào)和管理，這些局限性和問題就可以得到有效解決。

風(fēng)力能源具有清潔環(huán)保的特性，并且取之不盡，被稱為21世紀(jì)最主要的新能源，并且有極好的發(fā)展前景?，F(xiàn)階段世界各國的科技發(fā)展取得了很大的進步，因此環(huán)境保護與世界可持續(xù)發(fā)展這兩項工作得到了突破性的進展，全球各國的共同努力實現(xiàn)功能發(fā)展戰(zhàn)略的重要部署，大力發(fā)展。動力發(fā)展產(chǎn)業(yè)在一定程度上會加快商業(yè)化進程的發(fā)展，使風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模和領(lǐng)域進一步擴大，因此風(fēng)力發(fā)電在人們未來的能源使用中會占據(jù)著很關(guān)鍵的地位。不僅如此，隨著新能源的逐漸開發(fā)和利用，風(fēng)力發(fā)電會給人們帶來巨大的收益，逐漸成為不可再生能源的代替品，也會成為電力市場主要的開發(fā)和研究領(lǐng)域。

風(fēng)力發(fā)電屬于可再生能源，也是一種比較清潔的能源。為了緩解當(dāng)下世界各地面臨的能源危機，使人們的生存環(huán)境得到改善和提高，使供電壓力得到降低，加大對風(fēng)力發(fā)電的利用是行之有效的措施之一。從另一個方面來看，風(fēng)力發(fā)電不僅投資靈活，對設(shè)備的施工周期也相對較短，從環(huán)境和地理方面來看都應(yīng)該受到重視。但當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電主要的問題，是需要解決網(wǎng)電并輸?shù)膯栴}。未來的風(fēng)力發(fā)電在建設(shè)過程中同樣需要加入綠色環(huán)保的發(fā)展理念，要按照順應(yīng)自然、尊重自然、保護環(huán)境的發(fā)展理念進行建設(shè)，使保護環(huán)境、節(jié)約資源的基本國策得到貫徹，所以今后的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)主要是以綠色發(fā)展為主。

現(xiàn)今風(fēng)力發(fā)電的主要技術(shù)是恒速恒頻發(fā)電以及變速頻的發(fā)電技術(shù)。在恒速恒頻的電力系統(tǒng)中，主要的發(fā)電機為異步發(fā)電機，一般情況下恒速發(fā)電的電力系統(tǒng)將電力電子技術(shù)加入到級組設(shè)備中的很少，因此電力電子變換器的裝置在一些恒速恒頻的發(fā)電設(shè)備中不常見。

恒速恒頻的電力發(fā)電系統(tǒng)主要有以下幾個特點：特點一是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，可以在外部環(huán)境下使用，所以面臨的主要問題就是維持工作環(huán)境的穩(wěn)定；特點二是發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)速適中是恒定的，不能支持大功率的控制與跟蹤，所以發(fā)電效率很低。再過風(fēng)速快速升高的過程中，恒速恒頻發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，將風(fēng)力傳送到發(fā)電系統(tǒng)的各個部分，如發(fā)電機和主軸等，使發(fā)電設(shè)備的機械應(yīng)力變得很大，在一定程度上容易使風(fēng)力發(fā)電的設(shè)備損壞或者是相關(guān)的零件燒壞，因此恒速恒頻的發(fā)電設(shè)備對每個部件的堅固性有很高的要求。還有一種情況是發(fā)電設(shè)備在正常工作的狀態(tài)下，一旦電網(wǎng)發(fā)生故障或者沒有及時的從系統(tǒng)中恢復(fù)電壓，那么電壓就很難保持穩(wěn)定，這樣電力維護系統(tǒng)內(nèi)部就會出現(xiàn)問題，在風(fēng)力的影響下會產(chǎn)生波動，影響供電的質(zhì)量。

變頻發(fā)電主要是通過對風(fēng)輪進行控制，使設(shè)備在轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)達(dá)到理想的運行速度，保證發(fā)電的質(zhì)量。

風(fēng)力發(fā)電一般有兩種發(fā)展和運行的模式，主要分為并網(wǎng)運行模式和獨立的運行模式，相對不并網(wǎng)運行模式來看，獨立運行模式現(xiàn)階段比較落后、穩(wěn)定性很低，但是并網(wǎng)運行模式就具有很高的穩(wěn)定性和可靠性，在現(xiàn)今風(fēng)力的開發(fā)和研究中中越來越受到關(guān)注，但是這兩種電力技術(shù)之間又存在很大的聯(lián)系。這兩種發(fā)電方式主要都是通過風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)進行連接，可以是變溫器與電網(wǎng)之間的連接、也可以與電網(wǎng)直接相連，從而使電力供電系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，保證人們的用電質(zhì)量和用電安全。

總而言之，隨著我國社會的發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的加快，不可再生能源的缺乏成為我國目前主要面臨的問題，因此開發(fā)新能源是我國科技發(fā)展和科技創(chuàng)新的首要任務(wù)。風(fēng)力能源具有取之不盡、用之不竭的有優(yōu)點，并且是比較清潔型的能源，因此成為我國發(fā)展新能源的主要驅(qū)動力之一，由此也足以看出風(fēng)力發(fā)電在我國新能源過程中的重要性。不僅如此，風(fēng)力能源的開發(fā)和利用在世界中都占有重要的地位，風(fēng)力發(fā)電在未來的發(fā)展進程中有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ鞘澜绨l(fā)展新能源的主要發(fā)展項目。