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摘要:风能生产是计算机技术、空气动力学、建筑力学和材料科学相结合的风能,中国风能资源丰富,因此风能在中国有着广阔的发展前景,风能的使用将极大地促进我国的环境保护,改变能源结构,减少对进口能源的依赖。
关键词:风力发电技术;现状;关键问题
前言
风能作为一种可再生清洁能源,储量巨大且在我国分布广泛,通过风力发电技术的开发与应用,能够在一定程度上缓解我国当前电力资源紧张、能源匮乏以及环境问题突出的问题。因此,加强新时期新能源风力发电技术的应用水平,具有极强的现实价值。
1风力发电相关技术分析
1.1风功率预测技术
风电功率预测技术的应用是为了通过预测风力发电系统输出功率的大小,进而合理安排资源调度计划,根据预测周期与预测模型的差异,相应的预测方法也存在一定的不同。(1)按预测周期分类。根据预测周期的差异,风功率预测方法包括超短期预测、短期预测与中长期预测。在应用方面,超短期预测主要用于风电实时调度;短期预测一般用于机组组合与备用资源调度;中长期预测通常用于系统维护与风能资源评估。(2)按预测模型分类。根据预测模型的差异,风电功率预测方法包括物理法、统计法与组合模型法。其中,物理法是通过相关设施模拟风电场附近区域天气情况,得到风电场附近的风向、风速、气压以及空气密度等参数,创建风电功率模型,进而实现风电功率的预测;统计法则是通过相关的数学函数公式,得到现有数据和预测数据之间的数学关系,通过对两者之间的相关性分析,进行结果预测,统计法在实际应用中依托的数学工具主要有时间序列算法和机械学习算法;组合模型法并不是一种专门的预测方法,它是将其他功率预测方法进行了整理与融合,从而创建出更加接近实际的预测模型,结合各种预测方法的优点,得到更加准确的结果。
1.2风电机组功率调节技术
风电机组的功率调节技术主要包括以下两种。(1)定桨距失速控制技术。该技术的应用是把螺距风机叶片和轮毂固定在具有足够刚度的基础上,然后通过焊接的方式连接在一起。应用定桨距失速控制技术能够简化系统结构,保持风电机组的运行的稳定,该技术的应用优势在于,涡轮机的输出功率可以随着环境中风速变化的情况相应的发生变化。但是,由于风机叶片被焊死因而不能根据实际中风速的变化进行动态的调整,且应用该技术很难实现较高的风能利用率。(2)变桨距控制技术。变桨距控制技术指的是通过调节桨距角度,实现风电机组输出功率的调节。在实际应用中,当风力发电系统的输出功率低于额定功率时,桨距角始终维持在零度位置,输出功率主要由外界环境风力大小决定;当风电机组所处的环境风力较大风电机组输出功率超过机组额定功率时,系统会根据实际输出功率的大小自动调节桨距角,从而控制机组输出功率不会超过额定功率,以此来防止系统过载而损坏。
1.3无功电压自动控制技术
无功电压自动控制技术的应用主要包括无功电压自动控制子系统与附属监控系统。自动控制子系统可以作为一个单独的功能单元独立运行,也可以集成在监控系统中,它的主要作用是监测风电场内的无功电压情况,并通过通信系统传递相关无功电压的调节指令。子系统的运行与状态控制可通过人工设置来完成,风电场内的相关控制设备也可以实现人工的解锁与闭锁,系统通过自动控制完成设备投退。当风力发电系统处于稳定运行状态时,子系统能够体现出较好的无功调节能力,达到维持电压稳定的效果;如果机组无法有效完成无功功率的调节,可由动态无功补偿设备进行无功补偿。此外,子站还能完成风电机组以及无功补偿状态的自動调节,进而保证无功功率得到充分的补偿。
2风力发电的现状及存在的问题
中国东北部、西北部、东北沿海地区是中国风能资源最丰富的地区。“三北”地区的海岸风资源目前已得到高度开发和利用。同时,中国在发展小型风力发电机方面有着丰富的经验,该涡轮机不落后于国外。目前,中国大风力发电机正朝着采用国际大公司技术和联合开发方向发展,与国外相比,技术水平和研究与开发能力存在很大差距。然而,中国有很长的小型风力发电机的生产历史,可以自由开发和生产。同时,中国有多年的应用基础,工业生产规模基本上已经形成。今后,这一方案将扩大到欠发达的西部地区和偏远的农村地区。这些基站的负荷相对较低。如果用电,输电线路的安装成本非常高,使用混合风力和太阳能系统可以解决能源供应问题,并利用当地能源实现电力自给自足。在重要的基站,备用的柴油发电机可以配置为混合风、太阳能、柴油发电混合发电系统,提高电力供应和实时通信的可靠性。中国幅员辽阔,风力资源非常丰富,对风能的开发做出了巨大贡献。近年来,我国高度重视风能的发展,投入了大量的人力和财力进行研究和开发。风力发电总量和新增加的设备安装容量居世界第一位。中国的风能资源主要分布在人口稀少的西部地区、北部丘陵地区和东南沿海地区。共建造了180多座风力发电厂,解决了地方一级的电力短缺问题。
3风力发电问题的解决措施
(1)大力研究、开发和管理,促进风电产业结构调整,不能过于依赖产品和技术的引进,人才建设机制的开发和风能的积极发展。(2)我国风电资源配置不平衡,必须进一步发展,实现不同地区风电资源的共享。同时,还要进一步推广风能的社会经济效益和环境保护效果,使更多人能够接受新的风能。(3)针对风力发电市场化普及率低的现状,国家应制定相应的奖励和风力发电技术发展措施。规范风电行业市场营销,加强科学企业管理,制定健全运行标准,促进风电市场健康有序发展。(4)安全是风力发电技术最重要的方面,是保障居民自身安全的重要因素。因此,需要加强风力发电技术的安全管理,消除潜在的安全风险。加强对人力资源匮乏的偏僻地区的监测,特别注意风力发电设备的各种运行指标,发现异常后必须尽快处理。
结束语
综上所述,作为新时期新能源的典型代表之一,风能的利用成为当前的热门课题。近几年风电技术得到了较快的发展并取得了一定的成果,尤其是在偏远山区实现了较好的社会效益。未来,还需要进一步加大相关风电技术的研究投入,克服限制风电技术发展和应用的因素,推动我国风电事业的健康发展。
参考文献
[1]曲绍源.关于风力发电技术关键问题的研究[J].中国设备工程,2019(08):196-197.
[2]罗鑫锦.清洁能源发电技术的双重性[J].科技风,2019(13):179.
关键词:风力发电技术;现状;关键问题
前言
风能作为一种可再生清洁能源,储量巨大且在我国分布广泛,通过风力发电技术的开发与应用,能够在一定程度上缓解我国当前电力资源紧张、能源匮乏以及环境问题突出的问题。因此,加强新时期新能源风力发电技术的应用水平,具有极强的现实价值。
1风力发电相关技术分析
1.1风功率预测技术
风电功率预测技术的应用是为了通过预测风力发电系统输出功率的大小,进而合理安排资源调度计划,根据预测周期与预测模型的差异,相应的预测方法也存在一定的不同。(1)按预测周期分类。根据预测周期的差异,风功率预测方法包括超短期预测、短期预测与中长期预测。在应用方面,超短期预测主要用于风电实时调度;短期预测一般用于机组组合与备用资源调度;中长期预测通常用于系统维护与风能资源评估。(2)按预测模型分类。根据预测模型的差异,风电功率预测方法包括物理法、统计法与组合模型法。其中,物理法是通过相关设施模拟风电场附近区域天气情况,得到风电场附近的风向、风速、气压以及空气密度等参数,创建风电功率模型,进而实现风电功率的预测;统计法则是通过相关的数学函数公式,得到现有数据和预测数据之间的数学关系,通过对两者之间的相关性分析,进行结果预测,统计法在实际应用中依托的数学工具主要有时间序列算法和机械学习算法;组合模型法并不是一种专门的预测方法,它是将其他功率预测方法进行了整理与融合,从而创建出更加接近实际的预测模型,结合各种预测方法的优点,得到更加准确的结果。
1.2风电机组功率调节技术
风电机组的功率调节技术主要包括以下两种。(1)定桨距失速控制技术。该技术的应用是把螺距风机叶片和轮毂固定在具有足够刚度的基础上,然后通过焊接的方式连接在一起。应用定桨距失速控制技术能够简化系统结构,保持风电机组的运行的稳定,该技术的应用优势在于,涡轮机的输出功率可以随着环境中风速变化的情况相应的发生变化。但是,由于风机叶片被焊死因而不能根据实际中风速的变化进行动态的调整,且应用该技术很难实现较高的风能利用率。(2)变桨距控制技术。变桨距控制技术指的是通过调节桨距角度,实现风电机组输出功率的调节。在实际应用中,当风力发电系统的输出功率低于额定功率时,桨距角始终维持在零度位置,输出功率主要由外界环境风力大小决定;当风电机组所处的环境风力较大风电机组输出功率超过机组额定功率时,系统会根据实际输出功率的大小自动调节桨距角,从而控制机组输出功率不会超过额定功率,以此来防止系统过载而损坏。
1.3无功电压自动控制技术
无功电压自动控制技术的应用主要包括无功电压自动控制子系统与附属监控系统。自动控制子系统可以作为一个单独的功能单元独立运行,也可以集成在监控系统中,它的主要作用是监测风电场内的无功电压情况,并通过通信系统传递相关无功电压的调节指令。子系统的运行与状态控制可通过人工设置来完成,风电场内的相关控制设备也可以实现人工的解锁与闭锁,系统通过自动控制完成设备投退。当风力发电系统处于稳定运行状态时,子系统能够体现出较好的无功调节能力,达到维持电压稳定的效果;如果机组无法有效完成无功功率的调节,可由动态无功补偿设备进行无功补偿。此外,子站还能完成风电机组以及无功补偿状态的自動调节,进而保证无功功率得到充分的补偿。
2风力发电的现状及存在的问题
中国东北部、西北部、东北沿海地区是中国风能资源最丰富的地区。“三北”地区的海岸风资源目前已得到高度开发和利用。同时,中国在发展小型风力发电机方面有着丰富的经验,该涡轮机不落后于国外。目前,中国大风力发电机正朝着采用国际大公司技术和联合开发方向发展,与国外相比,技术水平和研究与开发能力存在很大差距。然而,中国有很长的小型风力发电机的生产历史,可以自由开发和生产。同时,中国有多年的应用基础,工业生产规模基本上已经形成。今后,这一方案将扩大到欠发达的西部地区和偏远的农村地区。这些基站的负荷相对较低。如果用电,输电线路的安装成本非常高,使用混合风力和太阳能系统可以解决能源供应问题,并利用当地能源实现电力自给自足。在重要的基站,备用的柴油发电机可以配置为混合风、太阳能、柴油发电混合发电系统,提高电力供应和实时通信的可靠性。中国幅员辽阔,风力资源非常丰富,对风能的开发做出了巨大贡献。近年来,我国高度重视风能的发展,投入了大量的人力和财力进行研究和开发。风力发电总量和新增加的设备安装容量居世界第一位。中国的风能资源主要分布在人口稀少的西部地区、北部丘陵地区和东南沿海地区。共建造了180多座风力发电厂,解决了地方一级的电力短缺问题。
3风力发电问题的解决措施
(1)大力研究、开发和管理,促进风电产业结构调整,不能过于依赖产品和技术的引进,人才建设机制的开发和风能的积极发展。(2)我国风电资源配置不平衡,必须进一步发展,实现不同地区风电资源的共享。同时,还要进一步推广风能的社会经济效益和环境保护效果,使更多人能够接受新的风能。(3)针对风力发电市场化普及率低的现状,国家应制定相应的奖励和风力发电技术发展措施。规范风电行业市场营销,加强科学企业管理,制定健全运行标准,促进风电市场健康有序发展。(4)安全是风力发电技术最重要的方面,是保障居民自身安全的重要因素。因此,需要加强风力发电技术的安全管理,消除潜在的安全风险。加强对人力资源匮乏的偏僻地区的监测,特别注意风力发电设备的各种运行指标,发现异常后必须尽快处理。
结束语
综上所述,作为新时期新能源的典型代表之一,风能的利用成为当前的热门课题。近几年风电技术得到了较快的发展并取得了一定的成果,尤其是在偏远山区实现了较好的社会效益。未来,还需要进一步加大相关风电技术的研究投入,克服限制风电技术发展和应用的因素,推动我国风电事业的健康发展。
参考文献
[1]曲绍源.关于风力发电技术关键问题的研究[J].中国设备工程,2019(08):196-197.
[2]罗鑫锦.清洁能源发电技术的双重性[J].科技风,2019(13):179.