风力发电技术发展现状及趋势分析

国能吉林新能源发展有限公司 赵 兴

在新时代的背景之下，电网构建过程之中需要对于新能源的储存以及使用有着更高的要求。在如今的发展背景之下，智能电网对于人们的实际生活生产提供了更多更方便的动力支持，风力发电的合理运用对于能源储能可持续发展有着巨大的帮助。储能技术是当今时代发展背景之下的一项高新技术项目，在对于如今发展背景之下的智能电网构建也起到了一定的作用，在实际的使用过程中探索如何将储能息技术作为中心技术产业在电网的构建环节发挥自身的价值是整个行业发展过程之中的重要课题。

1 风力发电的现状

随着我国的经济实力不断增长，风力发电技术在我国的发展过程之中也取得了一定的成就，伴随着我国风力资源丰富的自身优势，风力发电技术对于如今的储能技术以及电网的能源输入都有着独特的贡献。但是与此同时我国的风力发电技术的应用过程中还存在着很多的不足，包含着对于硬件设备的不完善以及技术遇到瓶颈期等问题，使我国的风力发电技术在未来的发展过程中也收到一定程度的制约。风力发电在我国的资源供应体系之中的比例不断升高，并且风力发电一定实现了从技术研发到最后的商业化发展。目前我国的海上风电站的质量也有着一定的保障，最后对于我国的风力发电而言，建设投资成本还相对较高，在发展的过程之中也会受到社会经济的影响，这也是制约我国风力发电技术应用以及发展的重要制约原因之一。

2 当前我国风力发电技术面临的问题

2.1 风力发电控制系统敏感性不强

我国的风力发电技术在应用以及发展的过程之中依旧存在着不成熟以及不完善的地方，对于基础设施的构建以及系统控制技术的应用以及发展程度都不高是影响我国风力发电水平的关键制约因素。在风力发电控制系统的控制过程之中存在着者敏感度低以及信息采集能力差等缺点，在实际的操作以及运行过程之中可能会造成电力事故，影响风力发电行业的发展。

2.2 风电场建设结构需要优化

我国现阶段的风力发电方面的工程建设大多都是建立在陆地上，海上的风力发电场很少，这受限于很多方面的因素。首先，在技术层面上，海上的风力发电项目工程对于相关的施工技术要求相较于陆上风力发电项目更高，需要更加精深的技术设备上的支持。其次，海上风力发电场所的建设工作与陆上不同，要综合考虑海上环境以及海面以下区域的地质情况以及项目工程建设工作对于海水环境的影响，一切海上风力发电工程的建设工作都不能破坏海水环境。这就对海上风电项目的建设工作提出了更高的环保方面的要求。

2.3 电网的接入工作不完善

对于风力发电的整体工作进行分析，一个较为严重的问题就是电网的接入工作并不完善，这就导致了一种局面的形成：风力发电对于风能这种新型能源的应用已经实现，但是无法将这些能源应用到可以利用的产业当中。这对于电网的构建以及风力发电技术的应用范围能力而言造成巨大的损伤，即使在风力发电技术的应用过程之中提升了风能源转化的效率但是由于输入端的连接不完善对于后续的发展而言也是巨大的损失，造成了巨大的资源浪费。

3 风力发电技术中心技术的应用

涡轮发电在我国的风力发电行业是重要的手段以及技术之一是影响着我国风力发电质量以及技术应用是否成熟的关键指标之一。涡轮风力发电技术可以根据不同的风力资源进行一定程度的自我适应能力，其功率以及能量的捕捉效率相对较高，对于风力资源的转化能力也很强，是影响着风力发电行业发展的关键因素。但是涡轮发电技术也会存在一定程度的缺点，具体表现在其建设成本相对较高，并且伴随着更加复杂的算法以及计算机技术的应用，在实际的应用以及发展过程之中依旧存在着技术融合的难点。

4 风力发电的发展趋势

4.1 大功率中变压流器拓扑

近些年来，为了能更好的提高风能的转换效率并降低成本，风力涡轮发电机的标称功率是已经在不断的增长了。通常情况下，多电平变流器拓扑主要分为以下五类：具备双向开关接口的多电平结构；具备多元三项逆变器的多电平结构；具备级联单相H 桥逆变器的多电平结构；具备二极管箱位的多电平结构；利用飞跨电容的多电平结构。变压技术的发展以及在未来工业的深层次的发展也是风力发电技术所带来的重要效益之一，变压技术与风力发电技术的融合以及相互优化是风力发电技术研究发展的重要方向之一，也是满足经济发展方向的关键环节，对于未来我国的工业化进步以及发展有着自身的技术价值。

4.2 用于风电场的储能技术

在我国临海地区有着十分客观的风力资源，在使用过程之中将海洋之中的风力资源转变为相应的电力资源，并且将新能源的储能技术应用到实际的电网构建过程之中可以将储能系统优点充分发出来并且将发电风电转移以备用电需求量大的时候进行电力供应。风力发电机组是整个海水淡化系统的关键部分，也是所有海水淡化工作的核心设备。相关工作人员在对机舱中心的高度进行实际调研后得出，风力发电组的机舱中心高度需要达到35米就可以进行做正常的工作内容，除此之外，通过对风速的多方面测量和观测，可以得出相关的结论，在风力发电机组的机舱中心达到35米的高度时，可以在年平均风速为二到七米每秒的风速环境下工作[1]。这样的工作状态持续工作一年能够带来小时数高达六千零八十九小时的年利用风能，将风能转变出来的电能通过储能技术合理运用到供电系统之中对于电力行业发展起到十分重要的作用。

4.3 海上风力发电以及海水淡化

风力发电机组是整个海水淡化系统的关键部分，也是所有海水淡化工作的核心设备。如果风速能够高达五到十米每秒，发电机组就能达到高效的工作状态，每台风力发电机组就可以创造出五到六十千瓦的输出功率，这样的工作效率和工作效果能够带给相关工作人员一些工作经验，那就是在实际的海水淡化系统的工作过程中，只需要将两台风力发电机组同时用来工作就能实现系统对于功率上的要求。

新能源储能技术应该与相应的发电场之间构建十分紧密的联系以便于储能技术在实际使用过程之中有的放矢，将新能源储能技术真正落实到电网的优化上面去。风电海水的淡化系统有着较为复杂的内部构造，在整个系统的构成过程里，需要相关技术人员和工作人员对整个海水淡化系统进行科学严谨的筹划。主要需要应用到的技术设备包含了直驱永磁式风力发电机组以及储能装置。这两项设备中蕴含了很多方面的科学理论知识在其中，并且在具体的设备组建以及系统构造的工作上，还存在着很多设备连接以及多种技术设备共同运行的工作细节需要相关技术人员多加注意。

4.4 提升风力发电稳定性 加强与电网构建的融合

我国在对于新能源的开发以及使用过程之中依旧存在着很多的不成熟以及不完善的地方，针对类似于风能、太阳能以及潮汐能能新型能源，在能源的获取过程之中要对于环境有一个较高的了解以及调研，否则在新能源获取的过程之中会出现类似于发电不稳定等现象的出现，使得新能源的在转化为电能的过程之中出现了浪费现象，对于整个行业发展过程而言浪费了巨大的资源十分不必要。新能源应用于发配电过程中，风能与太阳能不能保证其持续性和稳定性[2]，因此电网接入的随机性和流动性均显著提升。研究显示，如果风力发电技术的应用以及发展能够为我国的电网贡献更多的动力资源，在电力系统运行中合理应用大规模储能技术，对新能源发电率的稳定性有着十分重要的影响，其也可保证新能源发电电网电压、频率与相位变化相匹配。进而减少新能源发电输出电压波动对电网产生的不利影响，而且也可加强风电和太阳能电力并网的安全性及稳定性，此时电网能够吸收更多的新能源。加强风力发电技术应用提升电力的稳定性，将风力发电技术完美融合到电网的构建之中，为我国的电力行业发展做出贡献。

储能系统在电网的调频过程之中也发挥着十分重要的作用，调频过程是电网运行过程之中一个十分重要的环节，相应的调频过程的完成质量也会直接关系到最后的发电质量以及整个电力系统的运行过程[3]，对于整个发电到最后的配电整个过程都产生十分重要的影响。相比较于传统的储能技术以及传统的调频技术而言，现在新能源技术背景之下的能源储备以及调频技术发展比较成熟，在实际的使用过程之中能够根据实际情况迅速做出相应的对策，使得调频过程的精度更高并且相应的充放电的效率也更高，有研究表明这种调频技术的应用效果相比较于传统的调频技术而言有着更高的使用价值，并且在使用过程之中有着更高的安全系数，对于电力行业的发展以及电网的构建有着十分重要的作用。