关于新能源发电风力发电技术的探讨论文_张伟1,翟杰2

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摘要:随着当前我国的能源需求进一步增长,能源消耗量的增加,传统能源开发利用所带来的气候变化、环境污染等,使得我国本就能源匮乏的现状日益严重,这就需要从新能源的发展方面加强重视。电力能源对煤炭等资源的消耗量比较大,发展自然能源就愈来愈重要,风力发电技术的发展在当前成为人们关注的焦点。

关键词:新能源发电;风力发电;技术

1风力发电技术应用优势

风力发电技术的应用有着诸多层面的优势,风力发电技术的应用愈来愈广泛,技术应用中要注重科学化,通信这一新兴技术应用来促进地方经济发展。从风力发电技术的应用优势来看,主要体现在以下几个层面:其一,风力发电技术应用经济性优势。风力发电技术的实际应用过程中,风电电价的下降速度比较快,有的已经接近燃煤的发电成本,在经济效益上已经开始逐渐的凸显。风力发电能力每增加一倍,成本就会下降15%,风电增长保持在30%以上,所以在成本上也在不断的下降。加上风能资源的丰富,在未来的风力发电技术的应用方面,经济性的优势将会更为显著。其二,风电工程建设期短,见效快。风力发电技术的应用发展中,在进行建设风电工程的过程中比较迅速,可通过周、月计算,在短期内就能完成工程,解决用电的急迫需求。风力发电技术的应用,能够对边远农村独立供电发挥积极作用,节约西部地区分散性电力的需求,这样就能有助于满足这些区域人们对能源发展的需要。其三,风电发电技术应用综合优势。从风力发电技术的应用综合优势来看,由于风能是清洁能源,所以不会对生态环境产生不利影响,风能的工程设施建设水平在不断提升,生产成本将会得到进一步的降低,有的区域风力发电成本已经低于发电机的成本[1]。还有就是风能设施是不立体的设施,这对保护陆地生态能起到积极作用,风能的大规模使用能减少二氧化碳排放。这些综合性的技术应用优势,也是对风力发电技术应用质量提升的重要体现。

2风力发电的现状

风能资源丰富,价格也比较便宜,能够在很大范围获得,并且不会对环境造成污染。当前我国在风力发电的发展方面已经有了很大程度的进步,我国的风力发电区域主要是在北部以及西北和东北草原以及戈壁滩等地方,这些地方缺乏煤炭资源以及常规能源,春冬季节风速比较大,雨水又少,夏季的时候降水比较多,风能以及水能就成为比较重要的季节补偿[2]。我国的地理环境复杂,有的区域风能资源丰富,对于发展风能发电是比较合适的,如江西鄱阳湖地区以及湖北通山地区,都能发展风能发电。近些年我国在风电场的建设发展方面加快了速度,风力等新能源发电行业有着广阔的发展前景,在未来的很长时间就会保持着高速的发展态势。

3新能源发电风力发电技术及其应用

3.1风机类型

从装机容量来看,可以大、中、小不同类型对风机进行划分,并且在某种程度上风机容量与桨叶长度存在密不可分的关系。而水平轴和垂直轴的风轮是按照其结构划分的;以相关功率为基础对定浆、主动失速、变桨风机进行系统调节;而变速、恒速、多态定速风机则是以发电机的转速进行划分的;根据风能驱动主要包括顺风与逆风、低速与高速等类型的风机。

3.2设备的组成和功能

机舱、塔筒以及风轮等是风力发电机的基础组成部分,其中,就是风轮又涵盖多子系统,如,轮毂、叶片以及变桨系统,而叶片的形状又对其吸收风能的程度起着决定性的作用。假如切出的风速小于风机的风速时,它主要利用叶尖的旋转完成了气动制动。如果叶片的运行出现异常,要及时的针对裂纹、腐蚀、覆冰等现象对风机叶片做好防护和保护。

3.3技术应用

(1)风力发电及电子变换器控制技术。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆新能源发电风力发电技术和相关技术的综合应用比较重要,电力电子变换器控制技术是紧密联系的技术,对整体风力发电系统起到了积极促进作用。电力电子变换器的特征就是使用光,对大型的风力发电系统比较适用。电力电子变换器控制技术的应用能够在风能转换的时候,提升能量转换效率,积极完成转换后具备高传输效率。电子变换器控制技术应用也能有效完善无功功率因素,技术使用比较安全可靠。在对PWM整流器的运用下,能控制系统最大功率,选择运用整流器过程中,采用矢量控制的方式,能有效解除有功功率以及无功功率障碍,从而促进无功功率和运行要求相契合。PWM整流器的运用下对有功功率传输量最大化的发展有着积极作用,通过设置直流环节调整风电系统无功和有功功率就能提升风力发电系统的运行效率。风力发电控制技术的运用中,发电机以及相应设备要提升工作效率减轻物重量,永磁发电机的应用就显得比较重要,能够保障风力发电系统的良好运行,从整体上提升发电的效率。

(2)风轮控制技术的运用。新能源风力发电技术的实际应用过程中,风轮控制技术的应用也是比较关键的,在对这一技术的科学运用下,就能提升风力发电系统良好运行。该技术的应用中,通过功率信号反馈管控风轮功率信号,在风轮运行的过程中,功率和具体条件改变是一致的,通过功率关系分析后,绘制最大功率曲线图,操作中对比最大功率和系统实际输出功率,获得差值大小,然后风轮桨距调整,从整体上提升风轮运行功率最大化水平。这一方式造成的成本花费比较多,风机正常使用的时候,在获得最大功率曲线的时候存在一定的困难,这一点要加强重视[2]。风轮控制技术的运用中,管控叶尖速比是比较重要的,因为在风力作用因素影响下,风轮当中叶尖端转动有线速度,这是叶尖速,叶尖速比就是叶尖速和时间内风速的比值,控制这一比值的时候,就要注重将风机运行系统进行积极改善。

(3)无功补偿和谐波消除技术应用。新能源发电风力发电技术的实际运用过程中,将无功补偿以及谐波消除技术加以科学化运用,能起到积极促进作用,这是保障风力发电系统良好运行的关键技术内容。无功功率补偿技术的运用主要是感性元件影响下发电系统当中无功功率呈现消耗的状态,电压在通过感性元件过程中,高压高的时候通过感性元件电流会对元件造成破坏,所以要通过无功功率补偿技术应用抑制谐波。再有就是谐波消除技术的运用,风机发电过程中,存在的谐波会造成电能质量低的问题,所以这就需要注重对谐波进行消除,使用店里变流感器和电力设备,把相位和谐波抵消掉。或者是通过调整电容器组,改变无功功率,这样就能减少谐波的影响,或者是通过三角形连接方式,减少谐波进入量,这些都能有助于提升风力发电技术的应用质量[3]。

(4)现代控制技术的应用。风力发电技术的运用当中,现代控制技术的应用是比较重要的,这是保障风力发电技术质量水平的重要技术内容。总的来说有几种技术类型,如变结构控制技术,鲁棒控制技术等,风力发电系统当中变结构控制技术的应用比较常见。其中鲁棒控制技术的运用比较常见,通过机理分析法和坐标变换法建立三相并网逆变器的dq坐标系下的数学模型及功率外环与电流内环的双闭环控制模型,并设置自适应约束优化求解器的参数值。在通过这些多样化的现代控制技术的应用,这对促进风力发电技术应用水平提升就能起到积极作用。

结束语

通过风力发电是风能利用最为主要的形式,这一发电的形式也受到各国的高度重视,作为自然能源发电的方式,该技术的应用有着诸多的优势,在节约不可再生能源的同时,也对保护生态环境有着积极的作用。我国作为能源资源紧缺的国家,发展风力发电就成为必然。

参考文献

[1]冯宁.风力发电技术探讨[J].湖北农机化,2019(13):43.

[2]伍广正.新能源在电力系统的发展及应用[J].低碳世界,2017(33):109-110.

[3]郭哲坤.风力发电及其控制技术研究[J].中国设备工程,2019(13):139-140.

论文作者:张伟1,翟杰2

论文发表刊物:《中国电业》2019年第21期

论文发表时间:2020/4/15

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