国家电投内蒙古察哈尔新能源有限公司 012299
摘要:随着自然资源的枯竭，传统火力发电方式逐渐被淘汰，清洁能源发电技术不断进步。西北地区作为光伏发电和风力、发电的主力场，在超级存储电能设备尚未发明的当今世界，西北地区的风力发电和光伏发电既存在其强大的资源优势，同时又存在发电时间不稳定的缺点。
关键词:清洁能源;光伏发电;风力发电
1清洁能源发电技术运用中的问题
1.1风电利用小时数持续低位
弃风问题严重近年来随着风电的快速发展，地区风电装机容量逐年增加，风电消纳压力越来越大，风电平均利用小时数呈下降趋势，弃风率居高不下，见图1。2017年地区用电需求增长较快，项目投运后外送电量增加，风电平均利用小时数有所回升，但弃风率仍在20%以上，风电消纳形势依然严峻。
图1地区风电平均利用小时数和弃风率
1.2电源结构不合理，调峰电源比例低
地区电源结构以火电为主，占比接近70%，而供热机组占火电机组比例超过70%，供热机组比重过高。地区冬季采暖期为保证供热，供热机组调峰能力大幅下降，而大风期与供热期重叠，火电机组按最小方式运行情况下，几乎没有风电消纳空间。近年来由于地区集中供暖面积的不断增加，供热机组开机方式和最小出力呈现逐年上升的趋势，风电消纳局面进一步恶化，见图2。
图2地区常规电源比例和火电机组最小方式
1.3用电需求增长缓慢
风电本地消纳困难近年来，地区发电机组容量增速远高于负荷增速。2012年—2017年地区全社会用电量年均增长1.8%，最大负荷年均增长0.2%，而电源总装机和新能源装机分别年均增长3.7%和15.4%。可以看出，地区近年的新增用电市场无法支撑各类电源(尤其是新能源)的快速发展，窝电问题愈加凸显，制约了地区风电的持续健康发展。
1.4相关政策对风电发展的影响
2016年7月国家能源局发布《国家能源局关于建立监测预警机制促进风电产业持续健康发展的通知》，地区被定为红色预警区域。文中指出，红色预警区域不下达年度开发建设规模，地方暂缓核准新的风电项目，电网企业不再办理新的接网手续。2017年2月国家能源局发布《2017年度风电投资监测预警结果的通知》，地区仍被列为风电开发建设红色预警区域。2017年7月国家能源局印发了《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》，其中地区暂不下达2017年—2020年新增风电建设规模，待弃风限电缓解后另行下达。依照上述政策文件，2016年7月以后地区并未新增风电装机规模。随着扎鲁特直流工程的建成投产，地区窝电问题有所缓解，若年风电平均利用小时数达到最低保障性收购小时数，则地区将解除红色预警，届时将会陆续有风电场申请并网。由于近年风电上网电价呈现逐年下降趋势，未来更是将实现平价上网，风电投资也将趋于理性。
2清洁能源的发电基本概述
风力发电是一种新型的电能生产方式，作为清洁能源的一种，其优势非常明显。基于此点，文章从新能源风力发电的技术原理分析入手，论述了新能源风力发电的相关技术，对促进我国风电事业的发展有所帮助。风力发电是将风能转化机械能，再由机械能转化为电能的一种新型发电技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆风力发电的原理如下：通过自然风力带动风车扇叶旋转，利用增速机加快扇叶旋转速度，进而产生电能。风力发电机组是实现风力发电的关键设备，主要由风轮装置、发电机、塔架构成，各构成部位的运行原理如下。
2.1风轮装置
风轮装置是将风能转化为机械能的装置，风能带动螺旋桨形状的桨叶转动，桨叶转动产生机械能。为实现对风能的充分利用，可在风轮后安装风向标尾舵，用于观测风向，根据风向的变动对应调整风轮方向，使风轮对准风向运转，确保风轮产生最大功率机械能。
2.2塔架
塔架是支撑风轮、尾舵、发电机的构架，塔架高度需要根据地面障碍物对风速的影响，以及风轮扇叶直径大小进行确定，以保证塔架的高度位置能够满足风轮装置的运行要求。
2.3发电机
发电机是将风轮装置输送的恒定机械能转化为电能的装置。小型发电系统由发电机和变流器构成，具备较高的发电效率。对于风力发电系统而言，不仅包含发电机头，而且还包括转体、尾翼、叶片等部位，只有在各部位协调运作下，才能保证风力发电效率。其中，机头将叶片受风力作用产生的机械能转化为电能；尾翼用于调节风向，保证发电机获取最大风力；转体是尾翼转动装置，用于尾翼调整转向，在转体中通常使用永磁体或励磁体转子；用定子绕阻对磁力线进行切割，可将机械能转化为电能。
2.4风电机组功率调节技术
对于整个风力发电系统而言，风力发电机的功率大小至关重要，由此使得功率调节成为不可或缺的关键技术之一。风力发电机组需要通过捕获风能，转换为机械能进行发电，由于受到机组上各个零部件的机械强度、容量等方面的限制，需要通过减少对风能的捕获使机组的功率始终保持在额定值附近，从而确保风力发电机的运行安全。
3清洁能源发电技术的优势
风能和太阳能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电和太阳能成本已低于其它发电机，风力发电是可再生能源，很环保，很洁净。而且风能和太阳能在地球上分布广泛，只要有风和光照的地方就可以使用风力和光伏发电系统，不受地质因素的限制，能源随处可得获取，而且可就近供电，避免了长距离输电时电能的损耗;不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，是真正绿色环保的新型可再生能源。风力发电是新能源中的风能在电力领域中的典型应用，为使风力发电的作用得以全面发挥，应当对与之相关的技术进行研究，在此基础上加以合理的运用，从而进一步提升风力发电效率。这对于推动我国风电事业的发展具有重要的现实意义。
结束语：
新能源具有可再生的特点，不仅能量密度相对较低，而且开发利用空间非常大。尤其是新能源中的风能，它的蕴藏量非常大，约为水能的10倍左右，并且分布广泛，基本不会枯竭。风力发电是风能的主要利用形式，国家在最近几年加大了风电技术的研究力度，取得了一定的成绩。
参考文献：
[1]国家能源局．关于建立监测预警机制促进风电产业持续健康发展的通知(国能新能[2016]196号)[Z]．北京：国家能源局，2016．
[2]国家能源局．关于发布2017年度风电投资监测预警结果的通知(国能新能[2017]52号)[Z]．北京：国家能源局，2017．
[3]地区能源局．地区电力发展“十三五”规划[Z]．吉林：地区能源局，2017．
[4]地区能源局．地区新能源和可再生能源“十三五”发展规划[Z]．吉林：地区能源局，2017．
[5]王晓峰．东北电网消纳风电能力研究[D]．北京：华北电力大学，2011．
论文作者:王一夫
论文发表刊物:《中国电业》2019年第06期
论文发表时间:2019/7/15
标签：风电论文; 地区论文; 风轮论文; 风能论文; 机械能论文; 风力发电论文; 能源论文; 《中国电业》2019年第06期论文;