風(fēng)電新能源發(fā)展與并網(wǎng)技術(shù)探討

商云峰

摘要：為進一步響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的號召，提倡低碳生活，大力發(fā)展風(fēng)電資源是我國可持續(xù)發(fā)展道路上的重點之一，眾所周知，煤炭資源屬于不可再生資源，生成周期非常長，甚至需要上千年的生成周期。因此，風(fēng)電新能源的開發(fā)與利用成為我國資源可持續(xù)發(fā)展的重要選擇之一。風(fēng)能是一種潔凈能源，可以說是取之不竭、用之不盡，我國沿海地區(qū)、草原地區(qū)、山區(qū)以及高原地區(qū)等嚴重缺乏煤炭資源和水資源，但是這些地區(qū)的風(fēng)能資源豐富，依據(jù)不同地區(qū)的優(yōu)勢資源來帶動當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展，已經(jīng)成為是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分之一。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電新能源：發(fā)展：并網(wǎng)技術(shù)

1風(fēng)電新能源發(fā)展現(xiàn)狀

一般來說，我國的發(fā)展與國外比較，便于差距分析。出臺了許多好政策，因為各國越來越重視能源問題。通過這種方法，我們可以支持和推動風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實際上可以看到真正的新能源技術(shù)飛速發(fā)展。對新?能源發(fā)展現(xiàn)狀的分析往往側(cè)重于現(xiàn)有成果，往往忽視了對技術(shù)未來的判斷。?這將給新能源的開發(fā)造成不必要的負擔(dān)。例如，自?2005～2008?年以來，風(fēng)力發(fā)電取得了重大進展，為解決我國能源和環(huán)境問題創(chuàng)造了條件。同樣值得注意的是，我國的風(fēng)力技術(shù)仍然存在相當(dāng)大的缺陷，如?b.?面向進口的平行風(fēng)力模型。這意味著風(fēng)能在整個電網(wǎng)中所占份額相對較小，許多部件依?賴進口，沒有嚴格的風(fēng)力和電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)來確保風(fēng)能和電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。我國?未來風(fēng)力技術(shù)的發(fā)展具有重要意義，必須在先進技術(shù)領(lǐng)域進行創(chuàng)新。

2風(fēng)電新能源的發(fā)展

2.1風(fēng)電場位置偏遠、穩(wěn)定性差

由于風(fēng)資源分布地具有距離負荷中心較遠、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱的特點，導(dǎo)致電網(wǎng)輸電能力受到限制，不利于進行風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)。風(fēng)能是不穩(wěn)定能源，風(fēng)向與風(fēng)速具有動態(tài)變化性質(zhì)。風(fēng)力發(fā)電機較難實現(xiàn)被控制與調(diào)節(jié)，?導(dǎo)致風(fēng)電機發(fā)出的電能不夠穩(wěn)定，存在動態(tài)變化與波動的問題。

2.2風(fēng)能能量儲存容量不足、密度小

由于風(fēng)能的蓄電成本高，相比發(fā)電不具經(jīng)濟性，導(dǎo)致整個電網(wǎng)蓄電能?力不足。風(fēng)能的儲存容量是由輸出電量來調(diào)節(jié)的，輸出電量不足，導(dǎo)致儲?存容量較小，造成蓄電能力較弱的問題。在發(fā)電容量相同的情況下，風(fēng)力?發(fā)電機的風(fēng)輪比水輪機大出許多，造成風(fēng)能能量密度小的問題。

2.3風(fēng)輪機效率低下

基于風(fēng)輪機體積較大，輸出電較少，蓄電容量小的特點，導(dǎo)致風(fēng)輪機工作效率低下。其中，垂直軸風(fēng)輪機的最大工作效率在?35%?左右，而水平軸風(fēng)輪機的工作效率不具穩(wěn)定性，在?20%～50%?之間。

2.4電網(wǎng)無法調(diào)度

基于風(fēng)能不穩(wěn)定特質(zhì)，因此不能依據(jù)負荷調(diào)度風(fēng)力發(fā)電，給電網(wǎng)調(diào)度帶來難度。此外，風(fēng)電機組沒有工作人員值班看守，人工調(diào)度的可能性太小。?如果擴大人力隊伍，易造成人力資源成本問題。

3解決我國風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)難題的有效途徑

3.1優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電項目發(fā)展

隨著可持續(xù)發(fā)展理念深人推進，風(fēng)電工程作為可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，?加大對風(fēng)力發(fā)電項目的實踐研究與創(chuàng)新發(fā)展意義重大。在風(fēng)力發(fā)電項目的建設(shè)與使用中，應(yīng)當(dāng)及時發(fā)現(xiàn)其潛在的問題，多角度分析問題的原因，以推動風(fēng)力發(fā)電項目健康發(fā)展。要加強對施工現(xiàn)場的監(jiān)督管理，及時發(fā)現(xiàn)與?記錄分析設(shè)計偏差問題，綜合各種影響要素及時調(diào)整施工，以減少工程變更，促使風(fēng)電工程建設(shè)順利展開。

3.2形成獨特布局結(jié)構(gòu)

為提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，在電網(wǎng)建設(shè)中主要采取閉環(huán)結(jié)構(gòu)與開環(huán)運行的?方式。應(yīng)用環(huán)形狀的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，在出現(xiàn)故障后會向輻射狀轉(zhuǎn)變，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)線路故障問題后，應(yīng)及時通過開關(guān)選擇其它線路供電，確保電路穩(wěn)定運行。該種手段同樣適用于風(fēng)力發(fā)電中，促使風(fēng)力發(fā)電人網(wǎng)建設(shè)高效展開。?與此同時，需根據(jù)實際情況完善規(guī)劃，逐步形成科學(xué)的獨特的布局結(jié)構(gòu)，?以實現(xiàn)效益最大化。

3.3科學(xué)預(yù)測風(fēng)力發(fā)電量

科學(xué)預(yù)測風(fēng)力發(fā)電量是控制風(fēng)電的隨機性與實現(xiàn)風(fēng)電向常規(guī)可調(diào)度電源轉(zhuǎn)變的重要前提。通過對風(fēng)力發(fā)電功率預(yù)測方面的深人研究，發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)測風(fēng)電機組輪轂高度位置的氣象信息，主要通過結(jié)合各數(shù)值天氣預(yù)報模型的途徑，實現(xiàn)對功率的短期精確預(yù)測。在實踐中通過?NwP?預(yù)測氣溫與

風(fēng)速、風(fēng)向等相關(guān)信息，圍繞風(fēng)機周圍的物理信息，計算出風(fēng)力發(fā)電機組?轂高度的風(fēng)向與風(fēng)速。圍繞風(fēng)機的功率曲線，得出最后的輸出功率，可避?免惡劣氣候?qū)︻A(yù)測數(shù)據(jù)精確度的影響。

3.4合理降低電網(wǎng)壓力

電網(wǎng)損耗主要包括無功損耗與有功損耗兩種，可通過計算功率的途徑，?實現(xiàn)對功率損耗的深人研究，并通過降耗的方式減少用電負荷，最大程度發(fā)揮實現(xiàn)用電設(shè)備的性能;同時，延長用電設(shè)備的使用壽命。電路的設(shè)計過程復(fù)雜繁瑣，需根據(jù)有功功率的計算結(jié)果等實際情況，合理選擇導(dǎo)線的路徑，以切實達到降低電路中電阻功率損耗的目的;合理選擇變壓器以達到減少無功功率損耗的目的。為加強無功補償?shù)尼槍π?，需在電網(wǎng)的建設(shè)中，加大電網(wǎng)資源的優(yōu)化與整合力度，合理運用同步調(diào)相機與靜止無功補償器等?方法，進一步優(yōu)化無功補償。根據(jù)電網(wǎng)特征合理選擇設(shè)備，以有效降低電網(wǎng)運行的負荷，以加速風(fēng)電新能源的現(xiàn)代化發(fā)展步伐，不斷提高經(jīng)濟效益。

4?風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢

4.1風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)展動向

開發(fā)單機容量大的風(fēng)電機組，如?Mw?級大型風(fēng)電機組設(shè)備，可有效降低風(fēng)力發(fā)電成本。解決偏遠分散地區(qū)就地供電的問題，可使用開發(fā)分散式小型與微型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，更利于資本節(jié)約與資源高效利用。

4.2新技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電容量預(yù)測中的應(yīng)用

隨著各區(qū)域海上風(fēng)電建設(shè)進程的加速、風(fēng)電裝機容量逐步增大，對風(fēng)電功率預(yù)測的精度提出了更高要求，因此需引人更多的改進方法，以滿足?其功率預(yù)測的精度要求。首先，應(yīng)用計算機技術(shù)與遙感技術(shù)等，可進一步?提高對數(shù)字天氣預(yù)報模型的分辨率與天氣預(yù)報的準(zhǔn)確度及天氣預(yù)報的更新頻率，間接帶動風(fēng)電預(yù)測模型輸人數(shù)據(jù)等性能的優(yōu)化。其次，采取結(jié)合多?個數(shù)字天氣預(yù)報模型的方式，能夠規(guī)避惡劣氣候條件的影響，實現(xiàn)對氣象?信息的高效預(yù)報，從而確保預(yù)測精度。同時，可利用混沌理論與小波分析?等智能方式建立預(yù)測模型，通過線性與非線性方式，進一步強化預(yù)測方式?的完善，提高預(yù)測結(jié)果精確度，切實降低預(yù)測誤差。尤其是非線性方式與?人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，更利于發(fā)揮各預(yù)測性能的協(xié)同作用，實現(xiàn)各模型的?優(yōu)勢互補與各模型信息的優(yōu)化，進一步強化模型的可靠性與預(yù)測精度。最后通過實時測量的氣象數(shù)據(jù)，可進一步減少風(fēng)電功率短期預(yù)測的誤差。

4.3并網(wǎng)技術(shù)和最大風(fēng)能捕獲技術(shù)的研究

在研究風(fēng)電新能源的過程中，應(yīng)對并網(wǎng)技術(shù)和最大風(fēng)能捕獲技術(shù)進行?深人的研究，在研究中發(fā)現(xiàn)風(fēng)電場受風(fēng)力和風(fēng)機控制系統(tǒng)的影響很大，經(jīng)常出現(xiàn)力道不平衡的現(xiàn)象，其對電網(wǎng)的使用造成了嚴重的負面影響。因此，?為了進一步提高風(fēng)電系統(tǒng)的性能，實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和提高處理?故障的能力，需要對風(fēng)電場并網(wǎng)的發(fā)展方向進行跟蹤。同時對風(fēng)能的密度?進行了比較，思考如何捕捉更多的風(fēng)能，這也是未來風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)的重要研究方向之一。目前，獲取風(fēng)能的最佳方式是調(diào)整葉片直徑和發(fā)電機組自?身的功率和轉(zhuǎn)速。風(fēng)電系統(tǒng)的集成技術(shù)和風(fēng)能的最大捕獲量，是今后風(fēng)電?新能源發(fā)展的重要任務(wù)之一。

結(jié)束語：風(fēng)電新能源屬于現(xiàn)階段應(yīng)用十分廣泛的能源之一，得到了社?會各界的廣泛關(guān)注。但在風(fēng)電發(fā)電過程中仍存在諸多問題，嚴重制約風(fēng)電新能源的進一步發(fā)展，同時影響輸電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運行。因此，需對其?存在的問題進行深人分析，優(yōu)化風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)，促進風(fēng)電新能源的發(fā)展。

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