储能式发电机在风力发电中的应用及发展

王　姼（佳木斯市质量技术监督检验检测中心，黑龙江 佳木斯 154004）

储能式发电机在风力发电中的应用及发展

王姼
（佳木斯市质量技术监督检验检测中心，黑龙江 佳木斯 154004）

摘要：近年来，我国社会经济发展速度与日俱增，人类日常工作、生产和生活中对电能的需求量不断增大，这给电能供应单位工作提出了新挑战。风力发电作为目前常见发电方式之一，本文从风力发电现状入手，简单探讨了储能发电机在风力发电中的应用情况，并展望了其未来发展前景。

关键词：风力发电；储能式发电机；展望；瓶颈

目前，风力发电站在我国发电系统中占有重要地位，但是由于风力发电本身具备不稳定性、不可控性的特征，在过去这一发电方式一直没有得到人们的重视。一直到近几年，随着储能式发电机的出现和普及，风能发电站才逐渐受到业界的重视，成为当今发电领域举足轻重的一员。但在储能发电机不断普及的新时期，各种新的矛盾也就出现了，如何在工作中科学、合理的处理这些问题已成为当今业界研究的重点。

一、风力发电的现状

目前，我国风力发电站已经遍布全国各地，有关数据统计我国目前风力发电站数量众多，已成为亚洲风力发电量最多的国家，在世界上也仅次于美国和德国。这表明风力发电技术在我国已经相当成熟，虽然风力发电本身存在不稳定性、不可控制且成本高于水电和火电的特征，但是随着储能式发电机的应用，这些问题基本都得到有效的改善。在过去，人们一直认为风力发电并不是好电，给风力发电工作的开展带来影响不说，还给电力事业的进步构成困扰。这也表明了风力发电本身存在两个根本的薄弱环节，也就是高成本和不稳定性。而在成本上，新成立的风力发电站大多都是以国外先进的水平轴螺旋桨式风力发电机为主的，这种风力发电机由于本身对风力的利用率不高、制造成本高的特征，这也就造成风力电网的电价高于其他的电价。同时，令人感到遗憾的是我们虽然有众多的机械制造企业，但是这些企业宁愿花费大力气去重复投资和生产，也不愿意冒险去钻研和探索更加先进、高效的风力发电机。

风力发电由于本身不稳定性突出的特征在过去一直不被人们重视，究其原因是因为风力本身存在风速变化大的特征。因此，在风力发电站工作中，我们必须要高度重视风力风速不稳定性问题，从根本上处理好风力发电不稳定现象，但实际工作中由于我国电网本身存在技术指标，如果发电企业发出来的电忽高忽低、不稳定问题突出，那么用户该如何去用电，这将成为我国电力事业发展的主要瓶颈，也是造成我国风力发电事业进步受到制约的关键。

二、储能技术是克服瓶颈的手段之一

目前，我国风力发电站在工作中普遍采用了储能技术，其中最前卫的技术当然就是我们这里需要研究的储能式发电机，这种发电机是在传统水平轴螺旋桨式风力发电机的基础上引入储能设备。这里的储能设备则是利用附加旋转磁场的方式组成的，这一磁场的应用能有效的控制风力发电机水平轴螺旋桨转动速度，使得整个发电频率的稳定性得到有效的保证。因为风力发电机本身需要保持最高风能的利用率，因此在运行中必须要保证最快、最佳的设备转动速度，而风力发电机的转子与风场的风速则存在着一定的比值，由于风场风速本身不稳定性突出，这也就意味着在发电机正常工作中风力机转子与定子之间的关系处理必须要合理，必须要严格按照风速变化而随之发生变动。基于此，在目前的风力发电站运行工作中，我们必须要引入双馈异步发电机，并以此作为解决风力发电机发电不稳定的主要手段。

在过去的工作中，人们通常对风力发电机电流波动过大的现象毫无办法，但是就电力使用来说，不管输电电流变化的大小，其都需要在工作之前加上一个滤波电容，这种电容的应用具体作用在于发挥削峰填谷的重要意义。在电流经过滤波电容的时候，电容可以及时的发生作用，然后将电流内部的电容滤波情况加以总结，并及时的整理其中电流值。这种方法是因为电容在电压过个的时候吸收电流，从而拟制输电系统中电压的上升，而电压平衡的时候电容则不发生作用，乃至电压迅速下降的时候电容又及时的将内部电压释放出来，及时的补充电力系统中电压不足的情况。基于此，电力系统中输给用户的电流就稳定多了，不仅保证了供电稳定，而且提升了用户生活、工作水平。

三、储能式发电机

事实是如此大容量的储能器还不能普及，甚至到目前我国很多的风力发电机系统还采用传统的发电装置，究其原因是因为储能式发电机的成本高、体积大且运行管理要求严格。曾有工作人员计算过，在风力发电站采用储能式发电机，那么一个100kW·h的发电机所占用面积超过75m2，而且对地下基础要求也高达15m，同时储能式发电机在应用期间还需要采用一些其他的辅助设备，由此所造成的成本和面积占用更大，这也给储能式发电机的正常应用带来新的困扰。对于中、小型的风力发电机，实在有100kW·h以下的储量也就够了，由于它可以大大减缓发电的波动题目，而这样的储能式发电机也就20t左右，可以安装在水平轴螺旋桨式风力机的塔架上或垂直轴风力机的机座上，取代双馈异步发电机。由此可见，储能式发电机要比双馈异步发电机更适用于风电利用，是人们大力发展可再生能源形势下出现的创新产物。

四、储能式发电机前途无量

储能式发电机是近几年研究的一门焦点课题，也是电力事业发展不可逆的趋势，但是由于目前国内技术的限制和设备使用条件特殊的影响，我国储能式发电机的应用中还存在诸多问题，不仅表现出效率低、电容地、重量过大等让面，同时还在发电成本上有着一定的限制。基于此，在目前工作中我们必须要采取各种有关技术手段来对这些问题加以处理。就目前的工作实践我们发现，储能式发电机的运用范围非常广，它不仅在风力发电系统中有着独特的地位和作用，而且因为它涉及电能储能的特征，这也是未来电力事业发展中所必须面临的历史性问题。

结语

总之，我们完全可以预见，储能式发电机有着无穷广阔的远景，它的问世必将成为能源事业不可或缺的新气力，它不仅可以平缓风电波动的瓶颈，而且有可能取代风力发电上面的双馈异步发电机类的能量输出装置，并且可以在电力事业大显身手。而社会的需要又必定会促使其更深刻的发展，期盼着储能式发电性能在我国诞生。

参考文献

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[2]董天海，董琪.大规模高效储能技术概述[J].科技视界，2013（25）.

[3]程时杰，李刚，孙海顺，文劲宇.储能技术在电气工程领域中的应用与展望[J].电网与清洁能源，2009（02）.

中图分类号：TM614

文献标识码：A