试论我国风力发电技术的未来发展

郎春雷

前言

风力发电是一种新型的发电技术，与传统火力发电相比，无论是能源的利用效率，还是生产过程的清洁性等均具有更大的优势，现在在发电行业中的应用比例不断提高。风力发电技术在应用上成本与火力发电相似，可以在现有基础上做更进一步规模的研究发展。社会经济的快速发展，对电力资源的需求在不断增加，导致自然资源与电力能源之间的矛盾不断加大，为实现电力能源应用的持续发展，必须要进一步加强对新型发电技术的研究。风力发电技术作为一种成熟并且清洁可靠的新技术，现在已经成为具有广阔发展前景的发电方式之一，可以更大程度上对能源结构进行调整，在满足社会经济对电力能源需求的基础上，降低环境的污染。

一、风力发电技术应用现状分析

风力发电作为一种比较新型的发电技术，现在已经得到很大程度上的应用，尤其是近年来更多新型技术与设备在其中的应用，对提高风力发电技术应用效果具有重要意义。从实际情况来看，我国风力发电技术应用规模在不断扩大，逐渐在整个发电领域中占据了一定的比重，并且风力发电技术中单机容量也在不断增多。另外，在风力发电技术应用中分析可以得知，我国风电行业在向商业化与稳定化方向发展，尤其是对于海风发电来说，具有风速高、干扰低以及稳定性高的优点，具有广阔的发展前景。另外，从风电运行现状来看，前期投入成本比较高，但是在后期生产发电过程中所需要日常运行费用比较低，综合来说成本比较合理，对促进风力发电技术的进一步发展具有良好效果。

二、风力发电技术发展研究要点分析

1.风力资源分布不均。风力资源是决定风力发电效果的主要因素，但是从我国风力资源分布来看并不均匀，能够集中利用的多分布在东南沿海与西北部区域，风力发电企业的建设也比较集中，很容易出现地区风力发电产能过剩或者窝电等问题。另外，想要进一步促进风力发电技术的发展，还需要做好对电力长距离传输技术的分析，从生产、运输到应用整个环节进行研究。

2.机组单机容量低。虽然我国风力发电技术在应用上已经取得了明显的成绩，如发电机组单机容量已经由原来的600KW变为现在的1.5MW，但是从发电效果上来看，一些理论知识体系与实践经验还存在较大的不足，不能完全满足荷载极限的计算需求。风力发电中单机容量大型化不仅可以有效降低生产成本，同时还可以增强单位面积装机容量与发电效率，应将此方面作为风力发电技术研究的要点。

3.机组安全性能低。风力发电技术发展与应用时间比较短，专业技术的研究还存在很大不足，这样会在一定程度上对发电效果造成影响，同时也会影响到机组运行安全性，尤其是并网与输送方面。就现状来看，基本上风力发电事故均集中发生在装机阶段，原因是技术人员重视程度低，或者管理达不到实际要求等，导致装机后机组运行不良。针对此种情况，要求技术人员针对机组常见事故进行分析，在确定原因基础上进行优化，消除机组运行存有的安全问题，提高发电机组运行的安全性与稳定性。

三、风力发电技术要点与趋势分析

1.风况预测技术。为保证电网风电波动的平衡，需要提前对风电输出功率进行预测，争取减少备用容量，并提高经济运行效果。对于风电输出功率来说，其大小与风速有关，因此需要做好对风况预测技术的研究。基于不同季节风能不同特点，风况的预测研究，基本上是以风况观测数据与气象模拟为主要实施方式。其中，利用风况观测数据方法预测时，可以通过线性与非线性两种观测模型来进行，此种方法所需时间比较长，并且精度得不到保障，在实际应用中还需要与气象模拟法相结合。利用气象模拟来进行风况预测，已经成为风力发电选址，以及制定风力发电系统稳定性的重要工具。

2.大功率中压变流器。为更好的提高风里发电技术应用效果，需要加强对大功率中压变流器的应用，因为其具有双向开关接口，以及多元三相逆变器，应用到风力风电系统中，可以提高发电效率。目前大功率中压变流器的各处配件功率在不断提高，应用范围也在不断扩大。另外，風风力发电系统开关损耗的大小，也是影响发电效率的主要因素，因此需要控制好系统的开关频率。

3.风力发电储能技术。3.1新型电池储能。此种储能技术即利用电池来完成风能转换电能的储存，一般发电系统中，小型单独运行的风力发电机会配置蓄电池储能，降低风况以及荷载等因素对发电效果的影响。现在风力发电系统中常用的储能电池有铅酸电池、钠硫电池以及锂离子电池等。3.2压缩空气储能。此种储能技术大多被用于缺水干旱地区的风能储存，是一种比较新型的蓄能方式。当电力负载比较小时，将风力发电机组提供的所欲电能通过电动机带动空气压缩机，将空气压缩后存储到强度高、容量大的金属容器或者地下岩盐矿内岩洞，以及挖掘的岩石洞内部。另外，一旦电力负荷达到高峰，或者是风小以及无风状态时，将存储的能量释放出来作为动力，带动涡轮实现发电。3.3水利储能。对于水资源比较充足的情况，或者是具有大容量高位水箱与水库时，通过风能来驱动水泵运行，形成一个完整的水利储能系统。当风量较大时，风力机将会带动水泵将水资源从低水位抽调到高水位;当风量减小或者电网功率较小时，即可以利用存储的水利势能来带动涡轮电机发电。

4.海上风力发电技术。海上区域风力资源丰富，可以采取一定措施来利用海上风资源进行发电生产，技术研究时需要重点分析发电机安装位置，并做好发电设备安装成本的控制，综合分析安装位置距离海岸较远风力不足的问题。目前很多地区采取空气流通产生热量对发电系统进行调整的方式发电，并且利用了高压电直流系统，可以将电能顺利传输到用电中心。对于高压直流电技术的应用，具有几个明显的特点，即在海岸线较远海域安装设备将与大陆完全隔离，海上风力发电时电缆功率损耗比较小，以及单位个数电缆传输电量能力较高。

结束语

风力发电是一种新型的发电技术，与传统活力发电技术相比具有更为明显的优势，可以在满足社会发展对电力能源需求的基础上，对各类资源的应用方式进行协调优化。为进一步提高风力发电技术的应用效果，需要针对存在的不足进行分析，并以满足实际生产需求为目的，从多个方面进行分析，对各项相关技术进行研究，降低各类因素对风力发电效果的影响。