新能源风力发电的发展思路探析论文_林金清

新能源风力发电的发展思路探析论文_林金清

(福建省福能新能源有限责任公司 福建省莆田市 3511000)

摘要:风力发电产业是我国新能源产业中的重要组成部分,有着良好的发展前景,所以要对当前风力发电存在的问题给予足够的重视,在市场建设上、技术发展上给予足够的支持,从而为风力发电产业营造一个良好的市场环境,为我国新能源技术的进一步发展奠定基础。

关键词:风能;新能源;发展

1新能源风力发电的技术原理分析

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。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。

1.1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。

1.2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。

1.3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风力发电技术现状分析

风力发电技术的发展现状,具体如下:首先,风力发电企业数量增加,规模扩大。国家不断推广新能源,人们对新能源有了新的认识,环保理念不断提升,风力发电在电力行业占据比重加大,越来越多的风力发电企业涌现,且规模也在扩大。其次,单机容量逐渐增加。随着风力发电技术水平的提升,风力发电企业获得突飞猛进的技术成果,单机容量不断提升,这也是我国未来风力发电技术发展的必然趋势。再次,风力发电技术趋于稳定化。我国对新能源企业十分重视,风力发电技术本身稳定性较高,使风力发电技术的发展越来越稳定,特别是海风发电技术,由于海风强度较大,抗干扰性较强,技术稳定性更加明显。最后,风力发电技术趋于商业化。风力发电技术在我国发展态势良好,企业获得可观的经济收益,商家纷纷将该技术作为营销手段,导致风力发电技术趋于商业化,推动技术在我国的可持续发展。

3风力能源发展的思路

3.1政府加强支持

风力发电技术对于我国社会经济发展以及人民群众正常生活有着重要作用,风力发电是一项巨大的工程,并且面临着一定的技术风险以及经营风险,所以风力发电技术的发展不仅仅要依靠国家层面的支持,同时也要依靠社会各界的支持。在这个方面,政府要颁布相关帮扶政策,来引导社会企业加入到风力发电建设以及技术建设这项庞大工程中来。同时,政府方面还要为企业提供电厂、电网的建设点,在技术上、资金上为社会企业提供一定的帮助。事实上,我国自2011年起,就在逐步出台风力发电帮扶政策。2013年3月财政部《关于预拨可再生能源电价附加补助资金的通知》。按照第一支第四批目录,预拨付风力发电补助资金93.14亿元(含风力发电项目和接网工程等)。截止2015年年底,中国新增风电装机容量为30500MW,占据了全球新增风电装机容量的28.4%。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不过现行的政策大多都停留在工程建设层上,笔者认为,应该加强技术研究方面的支持,通过顶层技术发展来切实推动我国风力发电技术的发展,减少工程建设中的技术投入、专利投入,才是我国风力发电技术实现可持续发展的根本方向。

3.2优化资源分布情况,重视电力远距离传输

根据我国当前风力资源分布不均匀的现象,建议优化风力发电系统。某新能源电力企业自主研发高压电穿越技术,实现1.5MW和3MW机组高电压穿越改造。截至2018年12月,企业实施高压电穿越项目27个,一共2300台风机,带来的效益超过一亿元。企业对风力资源不足的地区改造风场,确定风场风资源条件与运行情况,为荷载安全性提供优化方案,针对不同的风场定制计划方案,有效提升20%的发电性能,实现电能的远距离传输。此外,该企业对各地风场进行高电压穿越测试,测试后应用风力发电机组高电压穿越改造技术,为风力发电技术的发展提供保障。

3.3风电无功电压自动控制技术

该技术主要是由多个系统共同参与实现自动化控制的一种方法,具体包括风电无功电压自动控制子站及相关的监控系统等。其中子站可作为模块集成到综合监控系统中,也可采用外挂的方法使其独立运行,其负责对风电场内设备的无功电压运行状态进行监视,利用通信线路将调节设备的无功电压控制指令发给相应的监控系统。系统的控制方式有两种,一种是远方控制,另一种就地控制。在远控模式下,子站会自动对无功电压控制目标进行追踪,而在就地控制模式下,子站可按预先给定的并网点电压目标曲线进行控制。子站的运行及控制状态可以通过人工进行设置,同时,风电场内的各类控制设备可通过人工进行闭锁和解锁,设备的投退则可由系统自动控制。当电网处于稳定运行状态的条件下,子站能够对风电机组的无功调节能力进行充分利用,实现调节电压的目标,若是机组的无功调节能力不足,则会由动态无功补偿装置完成无功调节。此外,子站能够对风电机组与无功补偿状态进行协调,从而有效避免了无功的不合理流动。

3.4全面提升风力发电机组的安全运行性能

加强对风力发电机组的安全管理,提高机组安全运行性能。随着经济全球化的影响,我国与其他国家贸易往来日渐频繁,中国新能源企业对技术与知识产权的重视程度增加,企业不断突破技术壁垒,开始使用拥有自主知识产权的专利产品与技术。某风电企业在2018年全年风力发电技术研发费用高达3.63亿元,上半年执行的新疆枫煜5万千瓦EPC项目已全部完成吊装,不仅在2MW风机产品市场实现了突破,还在风力发电系统设计方面得到提升,为企业带来可观的经济效益与社会效益。此外,该新能源电力企业完成了3.0~3.4MW系列化陆上低风速风电机组平台和5.0~5.35MW系列化海上低风速风电机组平台设计。在新风力发电技术方面,企业展开高级控制算法、大数据系统研究、故障智能诊断和全生命周期管理技术研究,提高涵盖风机的安全性能,发布智慧风场新型产品,提高风机的可靠性与风场的运营效率。

结束语

我国针对新能源的开发、研究,出台了一系列发展政策,风力发电技术在这样的背景下得到了巨大发展。风能发电主要是通过风能带动机械运转,用机械能做工转化为电能。因为风能是一种环保且无限的资源,所以利用起来没有后顾之忧,该项技术目前在新能源研究方面有着重要作用。综上所述,以上内容就是对新能源风力发电的发展思路的论述。

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论文作者:林金清

论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期

论文发表时间:2019/10/18

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