基于新能源发电风力发电技术的探讨

张伟科

摘要：风能是一种清洁稳定的新能源。随着环境污染和温室气体排放的日益严重，风电被公认为是有效缓解气候变化、提高能源安全、促进低碳经济增长的全球性解决方案。受到机构和公司的高度关注。另外，风力发电以其相对成熟的风力发电技术、较高的成本效益和资源利用率，成为近年来世界上发展最快的能源之一。中国未来的风电产业将会增加风电网的实力，实现风电发展的规范化，加大对政策资金的支持力度，尽快完善风电标准。相信通过这些努力，中国的风电产业将在未来取得更大的发展。

关键词：风力发电；新能源；特点

引言

能源与环境已经成为影响社会发展的重要问题。新能源比常规能源在环境保护，节能减排方面更具有优势，而新能源发电技术具有广阔的发展空间。

1 风能的优点

与传统能源相比，风能不能成为完全独立和主要的能源。风能取之不尽，用之不竭。它可以无限期地为人类服务。风能的利用简单方便。我们知道，当大部分能源被利用时，需要一系列复杂的过程。此外，使用中所需的设备和装置的结构更复杂，精确且昂贵。风能的使用非常简单。它可以立即使用而不会污染环境。由于风能的这些优点，许多国家使用风能发电。风能具有一定的动能。运行经验表明，只要风速达到3米/秒，发电就可以开始。众所周知，风力发电过程是通过风力涡轮机将风能转换为机械能，驱动发电机发电。在发电过程中，它由电力电子，调频器，调速器和其他相关控制单元组成。为更好推动我国风电发展，国家发改委于 2008 年提出了按照“建设大基地、融入大电网”的要求，规划建设八个千万千瓦级风电基地的发展目标。八个千万千瓦级风电基地分别位于甘肃酒泉、新疆哈密、河北、吉林、内蒙古东部、内蒙古西部、江苏、山东等风能资源丰富的地区。根據规划，到 2020 年，在配套电网建成的前提下，各风电基地具备总装机 1.4 亿 kW 的潜力。

2 风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。中国幅员辽阔，海岸线长，陆地面积约960万平方公里，海岸线（包括岛屿）约3.2万公里。它拥有丰富的风能资源和巨大的风能开发潜力。根据中国气象局2014年发布的最新评估，中国土地70米高、150瓦/平方米的风力发电密度为72亿千瓦，风力发电密度在200瓦/平方米以上，风能技术可开发50亿千瓦。

2.1发展现状

根据全球风能委员会的统计，从2001年到2016年，中国风力发电装机容量实现了49.53%的复合年增长率。到2010年底，中国风力发电装机容量已达到44733兆瓦，超过美国，成为世界上最大的风力发电大国。安装的国家。2011年，中国新装机容量和累计风电装机容量仍居世界第一位。2012年，中国风力发电装机容量为12960兆瓦（居世界第二位），累计装机容量为75324兆瓦（居世界第一）。2013年至2016年，中国新增风电装机容量和累计装机容量居世界首位。为了实现国家节能减排的目标，中国将继续大力推进清洁能源的高效利用，大力发展新能源和可再生能源。风电无疑是风力发电的重要发展方向之一，未来风电行业将保持较高的增长趋势。

2.2 对电力系统的影响

众所周知，风力发电机由风驱动。风的随机波动和间歇性决定了风力发电机的功率输出也是波动和间歇的。因此，大规模的风电场接入会带来波动的电力，这将增加电网的负担，影响电网的供电质量和稳定性。

（1）对电能质量的影响。由气流运动引起的风速波动周期通常为几秒到几分钟。这种短时间的风速波动和风力涡轮机本身的运行特性可能会影响电网的电能质量。首先，它会对频率产生影响：风力发电中有功功率的波动会引起电磁波动。由于发电机转子的惯性，调节系统难以跟上电磁功率的瞬时变化，导致功率不平衡，这将改变发电机的速度和系统的频率。另外，风电对电压也有影响：并网风电机输出功率波动导致电压波动，输出功率频率范围在电压闪变（25Hz）范围内，因此会造成电压闪烁，最后产生谐波电压和谐波电流。

（2）对电网稳定性的影响。对于较弱的电网，风电的波动将导致瞬时电压骤降和风力涡轮机的频繁停顿或误动。在故障清除后，发电机的磁化和滑差率的增加将消耗大量的无功功率，导致电压恢复的困难。

（3）对调频和调峰能力的影响。由气流的长期和季节性运动引起的风速波动周期通常为几小时，甚至几天和几个月。这种长周期风速波动将增加现有电网中调频和调峰的负荷。负荷曲线波谷期通常对应于风电输出的峰值期。风电场的并网发电扩大了电网等效负荷的峰谷差，大大增加了调频负荷和电网峰值调节。

3 风电与储能设备并网可行性分析

风电有不确定性。在一定时间段内，风电产生的电力可能大于电网的负荷电力，而在另一个时期，风电产生的电力可能小于负荷电力。在这两个时期，风电产生的总功率可能足以满足负荷需求。随着科学技术的发展，储能技术日趋成熟，产能规模逐步扩大。将储能设备并入与风电相连的电力系统，可以有效克服风电不确定性的影响，提高供电的安全性和可靠性。储能设备可以起到调峰和调频的作用，使机组输出平稳。因此，利用风能资源进行发电可以减少传统发电机的输出，节省能源和发电成本，并保持环境；另一方面，由于其较大的随机性和波动性，也会给电力系统的安全可靠运行带来风险。

4 结语

因风电场的出力具有不确定性，在含风电场的电力系统中，将风电场的出力按照负荷来处理的方法虽然一定程度上解决了风电场的处理方法，然而对风电场出力随机性顾及不足。因此，相关学者采用不同的科学数理方法来对风电场进行讨论分析，本文对新能源风力发电有一定参考意义。

参考文献

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（作者单位：中国华电科工集团有限公司）