摘要：新能源的开发利用已经成为现在社会的研究热点，目前，新能源的开发利用主要集中在风能和太阳能，二者都具有无污染、绿色环保的特点，符合当前对于清洁能源的要求。本文就二者的利用风力发电技术和光伏发电技术进行了分析研究，对其优势和当前发展存在的问题做出了阐述，并且对将两者进行混合作用做了简单地分析研究。
关键词：风力发电；光伏发电；技术研究
前言
随着社会的不断发展，工业的快速发展，人类对于能源质量和数量的需求越来越高。传统的化石燃料在使用过程中造成的温室效应和严重的环境污染对于人们的生活和健康产生了不利的影响，同时还面临日渐枯竭的困境。因此，需要开发出新的无污染、安全可靠且不会枯竭的能源，目前，最为主要的新型能源有风能和太阳能。本文介绍了风力发电技术和光伏发电技术。
一、风力发电技术
我国的风力资源非常丰富，在10米高度，我国陆地和海上可以被开发利用的总的风能资源有12253GW。风力发电的原理主要是利用风力带动风车叶片的旋转，经过增速机，使其旋转的速度提升，从而实现风力发电[1]。风力发电的能量转换是由风能到机械动能，再由机械动能到电能。
我国的风力发电技术研究起步比较晚，虽然也取得了一定的成绩，但是与发达国家相比还具有一定的差距。而且风能有其独特的不可控制性，风场周围的气压、湿度、温度等都会影响风力机组的运行效率，因此可以通过对电力机组进行技术改进，进而来提高风能的利用率。对于电力机组的技术改进可以从以下几个方面来进行。
首先可以通过提高单机容量的方法，一般情况下，可以通过延长发电叶片的长度，并增加塔架的高度来提高单机容量。但是这种方法对于发电机组过于巨大的情况，实施起来难度会比较大，且成本增加。因此，应该研究一些新的叶片来提高单机容量，例如分段式叶片的研究，分段式叶片的运输和安装都较传统的叶片方便，但是分段式叶片的连接问题是影响整个叶片质量的关键点，因此，要选择性能良好的材料，并做好叶片的连接。
其次，将风力发电机组的内部结构控制器、浆叶和发电机进行合理有效的组装，使整个机组的功效能够得到更好的发挥，延长风力发电机组的使用寿命。
再次，智能化水平对于提高风力发电技术水平也至关重要，风力发电技术的智能化主要是指对风力发电机组的运行进行实时的监控，发现风险并及时报警。同时通过对风力发电进行建模分析来预测风力发电的效率。智能化还包括与发电机组的结构部件相结合，使得部件达到智能化。例如，研究智能化风电叶片，使得风电叶片可以自行调节适应风速，并且降低叶片的载荷力。
最后，注重低电压穿越技术在风力发电上的应用，该技术能够解决风力发电不稳定的问题，使得风力发电能够更加稳定。
总而言之，风力发电是我国近年来大力发展的可再生能源发电技术，对于实现电力行业的可持续发展和保护生态环境具有非常重要的意义。目前，我国的风力发电技术虽然取得了一定的成绩，但是与发达国家相比还存在很大的差距，主要为技术人员的专业水平不足，对于新能源开发管理的政策不完善，同时还与我国的社会经济体制有关。因此，在以后的工作中，相关工作人员应该积极学习国外先进的风力发电技术，国家也应该给予风力发电行业一定的政策支持，使得我国的风力发电行业能够更快更好的发展。
二、光伏发电技术
太阳能光伏发电具有无枯竭危险、安全可靠、能源质量高、无需消耗燃料、无噪声、无污染、可以方便地与建筑物相结合、无需架输电线路、维修保养简单、维护费用低等优点，是未来太阳能大规模利用的方式[2]。
光伏发电是利用光伏电池吸收光能，使得光生电子和空穴分离，在电池两端积累异号电荷，产生所谓的光生电压，并通过一系列的技术手段将光伏发电产生的直流电并入电网，最终应用于生活和生产中。在光伏发电技术中，最为关键的技术就是光伏电池，光伏电池的生产成本和光电转换效率是决定光伏发电效率的关键。光伏发电的应用范围非常广泛，但是由于我国的光伏电池技术与发达国家还存在一定的差距，目前我国的光伏发电技术主要应用在太阳能的日用电子产品，如太阳能路灯等，还有为无电地区提供电源，最后是进行并网发电，目前发达国家已经实现了光伏发电的并网发电，但是我国光伏发电的并网发电还处于起步研发阶段，还有相当长的一段路需要走。
目前，我国的光伏发电技术还存在一定问题，例如对于建设大型的光伏发电站成本还是相对较高。而且虽然光伏发电不受地域的影响，但是却会受到天气变化的影响，四季变化、昼夜更替、阴晴变化等等都会对光伏发电带来影响。
总之，光伏发电作为一种新能源发电方式，具有非常显著的优点，如无污染、不受地域条件影响、且太阳能不会枯竭等等，但是我国的太阳能光伏发电产业还存在很多的问题，例如，技术水平普遍较低，且没有相关的标准规范，尤其是作为光伏发电的关键技术光伏电池，我国还存在很大问题。在未来的发展中，绿色能源的利用将是人类研究的一项重要课题，太阳能以其自身的优点已经收到各个国家的高度重视，我国也会加强对于太阳能的利用，光伏发电作为利用太阳能的有效手段也会得到更好的发展。
三、风力发电和光伏发电的混合应用
风力发电和光伏发电都属于新型能源的利用，具有无污染绿色环保的特点，但是又由于其受到自然环境的影响，都具有一定的不可控性，发电效率不是很稳定。因此，本文通过建立风力发电和光伏发电的微电网模型对两者的混合应用进行分析。
图1 微电网结构模型
对于风力发电和光伏发电的混合微电网模型建立主要是通过整流逆变装置和变压器将直驱型变速风力发电机进行工频交流母线的合理接入[3]。微电网中的储能装置为蓄电池，而光伏阵列通过光伏变压器并入电网。该模型还可以降低发电机设备进行维护的工作量。
通过该模型对风力发电和光伏发电混合微电网并网运行和孤岛运行进行模拟分析后发现，在光伏发电和风力发电混合作用时可以选用最大功率跟踪控制策略，并利用蓄电池设备保证间隙性电源功率在发生波动时能够具有较好的平滑度。而且在进行孤岛运行时，由于低压配电网下垂的特点，蓄电池可以快速将风力光伏混合发电微电网从并网模式切换成孤岛状态。
总结
目前，风力发电技术在我国的应用要大于光伏发电技术，并且风力发电的技术水平也在不断的得到提高，风力发电机组的运行效率不断提高。光伏发电在能源和环保方面具有很大的优势，但是由于其关键技术光伏电池的技术限制，导致我国的光伏发电还存在很多问题。但是新能源的开发利用是未来能源发展的必然之路，同时完全符合我国的可持续发展战略，因此，应该加大对风能和太阳能的研究力度。
参考文献：
[1] 兰江.风力发电技术发展及关键问题探究[J].中国高新技术企业，2016（19）：70-72.
[2] 吕豪杰.太阳能光伏发电技术进展及其应用[J].电子技术与软件工程，2015（02）：146.
[3] 牛问涛.基于风力与光伏混合发电的微网建模和仿真技术研究[J].山东工业技术，2015（03）：177.
论文作者:高莹
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/23
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