风力发电技术探讨

风力发电技术探讨

盛国东

新疆金风科技股份有限公司新疆乌鲁木齐830026

摘要：当前我国新能源在电力系统中的应用越发成熟，特别是在风力发电方面，作为清洁能源的重要组成部分能够解决当前电力事业发展传统能源不足的问题。本文主要对风力发电技术进行分析和研究，并探讨风力发电技术在应用中的提升策略，希望通过文章的论述，能够为相关工作人员提供一些参考和建议。

关键词：风力发电；并网技术；发电技术；风力发电

引言

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。近年来，我国风力发电事业迅猛发展，在理论研究和技术应用两方面都取得了较突出的成果。随着风力发电的广泛应用，风能的最大化利用成为当前研究的重要课题。风能的最大化利用关键在于合理选择与风电场配套的风力发电设备，并根据相应的设备优化布置各个风力发电机的相对距离，从而实现风能资源的优化利用。

1风力发电相关概述

风能在新能源发电工程中通常作为机械能以及电能的转换来使用。西欧地区很早就开始使用风车来进行一些农业和工业活动,其原理主要是将风能转化为机械能进行人们生产生活中的机械能供给。在现代社会,风能通常被用于转化为电能进行使用,系统的风力发电设备可以安装在大型建筑设计中进行电能的提供,并且在一定程度上提高了建筑的美观性,使得人与自然的建筑理念更加深入人心。如今,风力发电在我国的运用已经非常普遍、技术已经成熟,并且还在不断发展,这一技术已经逐渐成为我国电力系统中最不可或缺的一部分。风力发电技术在我国的运用相当普遍,并且随着不断发展,相比于过去的风力发电系统来说,如今的风力发电系统已经能够调控风力发电功能参数输出作业,这对于我国电力系统而言十分重要。风力发电技术优点在于:能源丰富且不会枯竭;风能是洁净能源,不用担心污染环境;建设规模灵活且周期较短;发展前景巨大。而风力发电技术缺点在于:占用大量土地资源;对于地理环境要求大,部分地区无法使用;工作时会造成噪音污染;对于鸟类生存造成干扰。

2风力发电技术分析

2.1同步风力发电机组并网技术

这一发电机组主要是将风力发电机和同步发电机相结合,在进行同步发电机的运行中,能够输出有效有功功率,且能够为发电机组提供必要的无功功率,促进周波稳定性提升,对于提高电能稳定性具有一定的效用。在目前风力发电中,这种发电机组并网技术应用相对较多。一般情况下,风速波动明显,会造成转子转矩出现较大的波动,影响发电机组并网调速的准确性,将两种发电机结合起来,需要对于这些隐患进行分析,采用在电网和发电机组之间安装变频器的方法,避免电力系统无功振荡和步失,提升并网质量。

2.2异步并网技术

异步发电动力组和风力发电动力组两者先进行结合然后保持相同步调运转,则为异步并网技术,与同步并网技术相比,受限的可能性极大程度上地降低,无需风力发电并网调速精准做到与同步发电机精度一致,只需要发电转子运转时风力发电并网调速异步发电机的转动转速保持一定程度的协调一致即可。风力电机组搭配使用的异步发电机方式,可避免整个系统设置复杂的控制装置,并且在并网后,也不必担心产生无振荡或者失步问题,整体运行状态相对稳定。但是就实际应用效果来看,电力发电异步并网技术还存在一定缺陷,部分情况下在并网后,会因为冲击电流过大、电压降低等因素干扰,而导致风力发电系统异常,尤其是不稳定系统频率值降低过大,会导致异步发电机的电流急剧增大,造成系统运行过载,甚至整个瘫痪,生产安全风险增大,因此想要选择此种并网方式,还需要提前做好相关准备工作,采取一定措施来维持异步风力发电机组的稳定运行状态。

2.3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提高风力发电技术水平的路径方法

3.1做好谐波抑制措施

在进行风力发电并网中,要提升相应的电能质量控制效果,可以结合组静止无功补偿器来对于谐波危害问题进行有效抑制,这种补偿器是用多台可投切电容器、电抗器和谐波滤波装置构成的,这一设备最大的特点是反应速度非常快,对于变化无功功率能够实现实时跟踪。针对风速不稳定导致的电压变化也能够实现有效的调节,这样就能够实现有效的谐波滤除,提升整体电网的电能供应质量。

3.2优化风能发电的输电结构

目前我国风力资源地区分布不均衡,必须加大对远距离电力传输装备和技术的研发力度。第一,要研发适合我国国情的远距离电力传输装备和技术,逐步解决我国不同地区风电资源分布平衡的问题;第二,要加大投资力度,全世界范围内引进优秀人才,让风力发电技术给风力资源匮乏地区带去便利和经济效益,与此同时,让环境欠发达地区享受风电资源带来的益处。通过发电与用电地区的分配平衡,将风能的利用率加以提升,减少对于化石燃料的依赖,减低污染性气体的排放,坚持走低碳环保路线,促进生态平衡。

3.3电压波动与闪变控制

首先，增设有源电力滤波设备。风力发电并网技术的应用,为避免过程中出现电压闪变问题,需要在负荷电流产生较大波动前,对因负荷变化产生的无功电流进行补偿,做到补偿负荷电流的目的。在风力发电系统中,可关断电子设备作为其中的零件之一,将其应用到有源电力滤波设备中,能够通过电子控制设备来将此过程中的系统电源更换掉,实现畸变电流向电压负荷的输送,确定只向负荷电流提供系统正弦基波电流。其次，增设优良补偿设装置。为有效抑制电压波动的产生,可选择向系统增设动态恢复设备以及增设优良补偿装置的方式应对。通过补偿装置自身具有的可存储能量单元,来确保无功功率被提供出去的同时可以再次进行补偿,避免电压变动造成的不良影响,达到控制电网电能质量的目的。

4技术发展和展望

为提高风力发电技术的实际应用价值，降低谐波电流污染，实现更为稳定可靠的运行，促使风力发电向智能化、微风化、直驱化发展。首先，要实现风力发电规模化、大型化，尽可能减少风力发电占地；其次，要采用变速恒频技术，尽可能的缩小大型风力发电机体积，降低生产成本；最后，要实现智能化控制，利用模糊计算以及神经网络技术，来克服风力发电时的非线性因素，进一步提高风力发电的稳定性以及安全性。

结语

综上所述,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。

参考文献

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