新能源發(fā)電風力發(fā)電技術(shù)研究

佟立

摘要：在環(huán)保大背景下，踐行環(huán)保理念，實現(xiàn)可再生資源的開發(fā)與利用，成為現(xiàn)階段各個行業(yè)所關(guān)注的重點內(nèi)容。風能資源作為一種廣泛分布的能源形式，其本身具有無污染，成本低的優(yōu)勢，在風力發(fā)電技術(shù)逐步發(fā)展成熟的背景，風電資源成為代替化石燃料的重要資源，發(fā)展應(yīng)用風能資源對于改善能源結(jié)構(gòu)，促進可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義，基于這一背景，相關(guān)部門需高度重視風力發(fā)電技術(shù)的開發(fā)與利用，明確影響風力發(fā)電穩(wěn)定性的各項因素，然后采取有效措施，有效提升風電能源的質(zhì)量，以此來進一步優(yōu)化調(diào)整中國的能源結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：新能源;風力發(fā)電;技術(shù)要點

引言

與其他國家相比較，中國的風力發(fā)電技術(shù)依然存在滯后性，特別是專業(yè)技術(shù)方面，諸如大型機的設(shè)計、調(diào)速調(diào)頻技術(shù)以及失速調(diào)節(jié)控制技術(shù)等等，依然需要進一步完善。

1 風力發(fā)電原理

風力發(fā)電的過程中實際上就是利用風力的動能，推動螺旋葉片旋轉(zhuǎn)，從而將風力的動能轉(zhuǎn)化為機械能，由于葉輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸連接，形成傳動鏈，因此在葉輪轉(zhuǎn)動的過程中，發(fā)電機也能轉(zhuǎn)動，從而將機械能轉(zhuǎn)化為電能?，F(xiàn)代社會隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入，風力發(fā)電技術(shù)有了很大的發(fā)展，在這個過程中風力發(fā)電系統(tǒng)的復雜性也在不斷提升，目前風力發(fā)電系統(tǒng)主要包括齒輪箱、偏轉(zhuǎn)航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等。在風力發(fā)電系統(tǒng)運行的過程中，齒輪箱能夠通過齒輪之間的組合，有效的提升發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，在提升發(fā)電功率的同時，也能保證發(fā)電的穩(wěn)定性。偏航系統(tǒng)能夠根據(jù)風向的變化對風輪的掃掠面進行靈活的調(diào)整，使掃掠面能夠與風向保持垂直，從而最大程度的捕獲風能，提高可利用率。在風力發(fā)電系統(tǒng)中變槳距風機以及風輪葉片需要能夠圍繞根部中心旋轉(zhuǎn)，從而讓風力發(fā)電系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的風況。在風力發(fā)電系統(tǒng)停機時，變槳系統(tǒng)通過控制葉片回槳減少動能吸收，增加風阻系數(shù)，從而便于風力發(fā)電機停機，在特別是在風機緊急停機的過程中，液壓系統(tǒng)以及高速剎車系統(tǒng)會延時投入運行，保障機組安全可靠。對于現(xiàn)代風力發(fā)電系統(tǒng)來說，控制系統(tǒng)是實現(xiàn)風力發(fā)電系統(tǒng)自動運行的關(guān)鍵，能夠?qū)︼L力發(fā)電各系統(tǒng)模塊進行控制，確保風力發(fā)電機能夠在穩(wěn)定的電壓以及頻率下運行，實現(xiàn)風力發(fā)電系統(tǒng)自動并網(wǎng)以及脫網(wǎng)，并且能夠?qū)ο到y(tǒng)的整體運行情況進行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在運行的過程中出現(xiàn)異常，會及時的發(fā)出警報信息，有利于對風力發(fā)電系統(tǒng)故障進行及時的停機處理。

2 風力發(fā)電技術(shù)要點

2.1 同步發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)

實際工作中，能夠在形成無功功率的同時實現(xiàn)有功功率的輸出，其周波較為穩(wěn)定，所產(chǎn)生的電能質(zhì)量較高，確保終端用電設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，被廣泛地運用在電力系統(tǒng)中。但其具有一些弊端，即無法有效控制風速，使得運行轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩無法保持穩(wěn)定運行，并對電力系統(tǒng)產(chǎn)生較大的沖擊，降低設(shè)備的使用壽命。同步發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)實際應(yīng)用期間，其常常出現(xiàn)運行所需精度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩之間不符的問題，降低了電能質(zhì)量，難以保障最終形成的電壓與電網(wǎng)電壓保持一致。另外，若電力系統(tǒng)工作人員在進行并網(wǎng)過程中無法高效控制該技術(shù)，極易出現(xiàn)失步或者無功振蕩等問題，影響電能質(zhì)量。為了擴大同步發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)的運用范圍，應(yīng)借助在電機與電網(wǎng)間安置變頻裝置技術(shù)實現(xiàn)，加快同步發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用速度。

2.2 異步發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)

異步風力發(fā)電機中涉及到的控制裝置并不復雜，在完成并網(wǎng)后，能夠顯著提升該發(fā)動機的運行質(zhì)量。而異步風力發(fā)電機組并網(wǎng)在具體實踐中，往往會出現(xiàn)一些問題，例如，產(chǎn)生過大的沖擊電流，增加電網(wǎng)無功補償難度，減小電力系統(tǒng)中的電壓值，引發(fā)運行安全隱患;電力系統(tǒng)會產(chǎn)生無功補償與磁路飽和，這就在一定程度上增加無功激磁電流，減小低電力系統(tǒng)功率值。針對上述問題，相關(guān)部門必須切實做好電力系統(tǒng)的監(jiān)督工作，加大對各種問題的預(yù)防力度，以此來確保異步風力發(fā)電機組并網(wǎng)運行的有效性。同時，在異步風力發(fā)電機運行過程中，并不要求其調(diào)速具備較高的精準度，因此無需安裝同步設(shè)施和進行整步操作，僅需確保同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速統(tǒng)一即可，但注意不可存在過大的差距。當異步風力發(fā)電機與風力發(fā)電機相結(jié)合以后，其控制裝置相對比較簡單，且異步風力發(fā)電機組并網(wǎng)后，也不會產(chǎn)生無功振蕩或是失步問題，這就有效保障了電力系統(tǒng)運行的可靠性與安全性。

2.3 無功電壓自動控制技術(shù)

在風電機組運行的過程中，子站能夠?qū)υO(shè)備的無功電壓進行監(jiān)測，所獲去的無功電壓數(shù)據(jù)能夠通過通信線路反饋到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中。系統(tǒng)對于無功電壓的控制方式可以分為兩種，一種是遠程控制方式，另一種是現(xiàn)場控制方式。在遠程控制方式下，子站能夠?qū)o功電壓控制的目標進行自動化的追蹤，而在現(xiàn)場控制方式下，子站主要是通過根據(jù)對預(yù)定的并網(wǎng)點電壓目標曲線進行控制。在該技術(shù)體系下，可以通過人工的方式來對子站的運行進行控制，同時也可以利用人工的方式對風電場中各種設(shè)備進行開啟以及閉鎖，通過采取人工干預(yù)與自動化系統(tǒng)結(jié)合的方式，保證風電場設(shè)備運行的穩(wěn)定性。在使用該技術(shù)的過程中，子站能夠發(fā)揮巨大的作用，促進風電機組自身無功調(diào)節(jié)能力的發(fā)揮，確保無功電壓處于合理的區(qū)間內(nèi)。

3 結(jié)束語

在電力事業(yè)快速發(fā)展中，重視風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可實現(xiàn)對風力資源的有效開發(fā)與運用，踐行環(huán)境保護理念的同時提升電能質(zhì)量。另外，明確不同風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)劣勢，并通過電壓波動以及閃變抑制、增強電能消納水平、實現(xiàn)電網(wǎng)智能化發(fā)展、機組設(shè)計改進等策略實現(xiàn)電能質(zhì)量的控制，推進風力電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)展。

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