摘要：随着目前我国科技的发展和时代的进步，政府对清洁能源的开发与投入正日益加大，工业的发展对能源的需求也在不断地增加，对能源结构加以调整，逐步增加清洁能源在整体能源供给当中的比例已势在必行。但是当前的情况是，我国的风力资源丰富，却由于技术的原因，始终无法对风力资源的开发达到应有的高度，导致了一部分风力资源的浪费。由此，提高风力发电的技术水平，克服和解决在技术发展中所产生的一系列问题，从而使风力发电技术更好的应用于我们的生活中，将是我国能源开发技术人员今后的工作重点和奋斗目标。
关键词：风力发电；技术现状；发展趋势
导言
近年来能源供应日益紧张，环境污染问题日益突出，因此国家对新能源的重视程度与日俱增，风能作为一种清洁高效的能源已经成为利用的重点。我国有绵长的海岸线，大片的草原戈壁，风力资源十分丰富。随着我国对风力发电投入力度的不断加大，风力发电近年来发展十分迅速，已经成为一种重要的能源供应，风电技术也得到了迅速发展。截至2013年底，我国风力发电新增装机容量达到1.6万MW，累计装机容量达到9.1万MW，新增装机容量和累计装机容量都达到世界前列。
由于风力资源季节性波动性的影响，大容量的风电场的并网会对电网的电能质量、系统稳定性、谐波情况、线路损耗以及继电保护造成影响。进行风电功率的合理预测，提高风电穿透功率，研究动态无功补偿等技术对风电存在的问题进行有效解决是风电研究的重点。由于风力发电所占电网装机总量的比重过大会影响系统运行的可靠性，合理分配风电场和传统能源的比例，降低风电场对电网的冲击，是发展风电能源的重点。该文对风力发电现有技术进行了阐述，对风电技术发展面临的问题进行了研究，并对风力发电的发展趋势进行了展望。
1风力发电系统的类型
风力发电机组种类很多，可以根据不同的划分标准分成几种类型。
1.1按机组容量划分
按机组容量划分可分为小型机组、中型机组、大型机组和巨型机组。小型机组的机组容量为0.1-1kW；中型机组容量为1-1000kW；大型机组容量为1-10MW；巨型机组容量为10MW以上。
1.2按风力发电机的运行特征和控制方式划分
1.2.1恒速恒频风力发电系统
这种风力发电系统在上世纪八九十年代使用较多，该系统结构简单、控制方便、可靠性高，缺点是该系统转速不随风速大小改变，风能利用率不高，输出功率不大，发电率相对较低。
1.2.2变速恒频风力发电系统
该系统风力机转速可调节，从而适应风速变化，最大限度利用风能，提高系统发电率。该系统目前是大型风电场中的风电机的主流运行方式。
1.3风力发电的运行方式分类
1.3.1离网型风力发电系统
离网型风力发电系统以单机独立运行为主，该系统容量一般在几百至上千瓦级别，相对较小，主要用于缺电地区用户，在城乡公路供电中应用较为广泛。
1.3.2并网型风力发电系统
并网型风力发电系统与常规发电模式相同，通过与大电网互联提高风能的有效利用，具有较好的经济性，是现阶段比较流行的大型风电场风能发电方式。
1.4风力发电的输出功率调节方式分类
1.4.1定浆距失速调节型
该类型风电系统通过固定轮毂和桨叶来保持浆距角不变，该输出功率调节方式简单，主要用于恒速运行情况，该系统由于叶片较重，机组受力较大，导致发电效率相对较低。
1.4.2变浆距调节型
该类型调节方式通过在风力机上加装叶片调节装置来改变浆距角，使其能够适应风速变化。该方式能够减轻机组重量，使桨叶承受的压力减小，降低机组运行的损耗，提高系统运行效率。
1.5风力发电机风轮轴位置分类
风力发电机风轮轴按位置分为垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机，其中，垂直轴风力发电机装机成本相对较低，机组维护检修方便，机组使用寿命长。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆水平轴风力发电机技术成熟，单机容量大，启动性相对较好。
1.6风力发电的变换器功率变流技术分类
风力发电系统按照的变换器功率变流技术分为交-交变换系统、交-直-交变换系统、混合式变换系统、矩阵式变换系统、多电平变换和谐振变换系统这五类。其中交-直-交变换系统能够实现能量的双向传递，输出电流谐波含量小，系统结构相对简单，目前风力发电系统中应用最为广泛。
2风电技术存在的主要问题分析
2.1风电产业链发展不均衡
在当前风电行业的发展形势下，风电机组设施等各方面建设显得越来越重要。但当前我国的风电产业链还不够完善，主要表现在机组零部件和核心部件的发展速度不一致，导致的风电机组不能够进行整体设计。涉及到核心技术的零部件目前还需要依赖于国外的供给，无法自给自足。与此同时，在机组的物流运输、设备维护、产业咨询和系统监测等方面没有形成系统化的管理体系。这些情况的出现，都使得我国的风电行业无法顺利的发展下去。
2.2单机容量不足导致的建设费用居高不下
虽然，在我国风电技术人员多年的辛苦探索和研究下，风电机组的单机容量已经从500kW提高到了1.5MW。但是由于我国的风电行业发展迅猛，系统的理论知识以及实践经验不足，无法完成科学的精密的载荷极限方面的计算工作，致使风电机组的单机容量不足以跟上时代发展的脚步，满足我国目前更大的电力需求。同时，正因为单机容量不够，而电力需求又大，我们只能通过增加风电机组的数量来支撑整个风电行业的发展。可由于风电机组的建设费用迟迟降不下来，所以接连导致的结果就是，整个风力发电行业的成本居高不下。
2.3风电机组的安全性还有待加强
安全是每个行业发展中最重要的问题。由于我国目前的风电技术研究及推广的时间还不长，因此安全性能也处于较低的状态，尤其是在并网以及输送这两个方面。就当前状态来看，风电机组出现事故的主要原因大多集中在装机阶段的技术环节没有得到应有的重视，其次是在行业的自身管理方面还存在着诸多的问题。
2.4风力资源北多南少，分布不均
我国最初设立的风力发电试点工程是在东北的吉林、辽宁以及位于西北的新疆等北方省份。以新疆省举例来说，这里的达坂城风力发电厂是我国目前来说最大的一个风能基地。新疆所处的地理位置在内陆虽看起来并无优势，但是我们却忽略了新疆的地貌地形。新疆地处我国的西北内陆，属沙漠地带，拥有广阔的戈壁滩，地势平坦无阻挡，尤其在冬季风的巨大影响下，一点点的风，都能带动风机的旋转，因此风力资源十分丰富。而我国的南方多以丘陵山川地形为主，除东南沿海地区和部分岛屿的风力资源较为丰富之外，其他南方内陆地区只能在风力资源地区分级时排在最后。
3风力发电的发展趋势
风力作为一种重要的清洁能源，已经成为全世界关注的重点，且产业发展的总体趋势为以下几点：
3.1单机容量呈大型化发展。为提高风能的利用率，降低风电场的面积，提高风电的经济效益，大容量风电机组成为未来风电发展的趋势。
3.2变浆距将成为发展主流。风能的随机性和不稳定性，要求在风度发生变化时，发电设备可以通过改变风轮的浆距角使叶尖速比保持在最佳状态。在电网发生故障需要紧急停机时，可以通过调整叶轮浆距角降低风能的转化，从而优化停机策略并且配合低电压穿越控制。
3.3变速恒频直驱永磁同步发电机系统将成为发展的主流。双馈风机具有控制性能好，且成本较低的优势，已经占领了风电市场。直驱电机的使用，提高了系统的可靠性，全功率变流技术能够很好的满足低压穿越要求。
3.4海上风电将快速发展。随着风电机组和风电规模的日趋庞大，风电设备的运输和选址受到限制，加上海上风力资源极为丰富，使得海上风电场将成为风电发展的另一重要方向。
结束语
风力发电在近年来发展极为迅速，有效解决了国家能源紧缺和环境保护的问题，对我国环境、经济的可持续发展具有重要意义，是国家重点发展的能源产业。该文介绍了大规模风电场的投入对电网安全运行的影响，对风电运行中所面临的技术问题进行了阐述，并对风电未来的发展趋势进行了展望。随着技术的不断发展，风电将逐步走向常规化，成为电力供应的重要组成。
参考文献：
[1]周双喜，鲁宗相.风力发电与电力系统[M].北京：中国电力出版社，2011.
[2]贺益康，胡家兵，徐烈.并网双馈异步风力发电机运行控制[M].北京：中国电力出版社，2012.
[3]刘彦东.风力发电现状及对策[J].内蒙古石油化工，2011（5）：74-75．
论文作者:胡文涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/14
标签：风电论文; 机组论文; 风力发电论文; 系统论文; 风力论文; 风能论文; 容量论文; 《电力设备》2017年第28期论文;