风电特点及在我国新能源构成中的重要性

中国华电集团有限公司广东公司 刘 锋

能源是现今社会经济发展的基础，也是人类生活的基础，是促进我国经济发展的主要物资。但随着人类对能源的过度开采和使用，造成了不可再生能源的短缺，并且给环境带来很大的污染，所以开发新能源是现今最主要的问题，也是我国最主要的任务。风能是重要的能源，风力发电可以有效解决我国的能源供应问题，并且风力发电可以有效减少环境污染和对二氧化碳的排放，促进我国的可持续发展进程。虽然近些年来我国一直在来发风力发电，但无论是从发电装置上还是从制造水平上，我国的风力发电技术还有很多问题需要改进。

现今世界的发展趋势是和不可再生能源的开发有很大关系的，世界各国的科技发展和社会的进步都离不开对能源的开发和利用。并且随着社会的发展，对不可再生能源的使用量越来越大，但是不可再生能源的储存量却越来越少，因此使用可再生能源、开发新能源已经成为世界关注的主要问题，也是各国的研究人员主要的研究方向。将可再生能源进行提纯，用来应对更多的能源消耗使目前主要的研究重点，这样可以减少对环境的污染，缓解能源紧缺的现状，使可持续发展的战略得到进一步的实施。风能源的开发不仅为我国的发展提供了重要的资源支撑，还未我国的环境保护贡献了重要的力量。

风力发电有很多的优势，首先风力发电不消耗任何的燃料，不会污染环境、更不会产生二氧化碳和一些有害气体，是可再生能源。并且风力发电的设备可以建设在浅海或者海滩，对耕地的占有面积很小。在西北建设的风力发电设备多建设在荒漠地区，即使会占有一部分工地，也只是一个基础的建设，建设周期很短，单个的机械建设最多工期不会超过半年，并且单一的组装风力发电设备就可以用于发电。在投资方面，风力发电的设备投入的资金较小，规模可以较小也可以很大，所以投资有很大的灵活性。在海滩等地方建的发电设备，每年利用小时数可以达到3000以上，大型的风力发电设备可以发送更多的电量。

风力发电还可以根据季节的变化和风力的多少自行更换和互补，就像春季和冬季的风比较大、夏季和秋季的风比较小，春冬季风力发的电量用不完可以进行储存，弥补秋季和夏季的少风期。我国的风力发电设备很多，并且我国的海滩风力资源丰富，在这些地区也是我国经济发展比较快的地区，对电力的需求更大，在这样的地区建设大型的风力发电设备，在一定程度上可以有效解决当地区域的电力供应紧张的问题。当在一些地区进行大规模的建设风力发电设备后，在一定程度上会减弱风力，从而减少扬沙大风等恶劣的天气，减少沙尘暴的发生概率。在西北的一些地区建立风力发电设备可以增强东南风的趋势，使当地的暖湿气流进行北移，使北方的降雨量增加。

图1 恒频发电系统

同时风力发电也有缺点，所谓风力发电是因为有风才会有电，大量的验收风力发电设备，会给电网的调度工作带来一定的困难，因为风力发电是质量最差的电源，从电网管理的方面来说，我国的电力和网络是统一进行管理的，要想建立大量的风力发电设备，就要有消纳风电的良好渠道，要加强这一方面的协调和管理，这些局限性和问题就可以得到有效解决。

风力能源具有清洁环保的特性，并且取之不尽，被称为21世纪最主要的新能源，并且有极好的发展前景。现阶段世界各国的科技发展取得了很大的进步，因此环境保护与世界可持续发展这两项工作得到了突破性的进展，全球各国的共同努力实现功能发展战略的重要部署，大力发展。动力发展产业在一定程度上会加快商业化进程的发展，使风力发电的规模和领域进一步扩大，因此风力发电在人们未来的能源使用中会占据着很关键的地位。不仅如此，随着新能源的逐渐开发和利用，风力发电会给人们带来巨大的收益，逐渐成为不可再生能源的代替品，也会成为电力市场主要的开发和研究领域。

风力发电属于可再生能源，也是一种比较清洁的能源。为了缓解当下世界各地面临的能源危机，使人们的生存环境得到改善和提高，使供电压力得到降低，加大对风力发电的利用是行之有效的措施之一。从另一个方面来看，风力发电不仅投资灵活，对设备的施工周期也相对较短，从环境和地理方面来看都应该受到重视。但当前风力发电主要的问题，是需要解决网电并输的问题。未来的风力发电在建设过程中同样需要加入绿色环保的发展理念，要按照顺应自然、尊重自然、保护环境的发展理念进行建设，使保护环境、节约资源的基本国策得到贯彻，所以今后的风力发电产业主要是以绿色发展为主。

现今风力发电的主要技术是恒速恒频发电以及变速频的发电技术。在恒速恒频的电力系统中，主要的发电机为异步发电机，一般情况下恒速发电的电力系统将电力电子技术加入到级组设备中的很少，因此电力电子变换器的装置在一些恒速恒频的发电设备中不常见。

恒速恒频的电力发电系统主要有以下几个特点：特点一是系统的结构简单，可以在外部环境下使用，所以面临的主要问题就是维持工作环境的稳定；特点二是发电设备的转速适中是恒定的，不能支持大功率的控制与跟踪，所以发电效率很低。再过风速快速升高的过程中，恒速恒频发电设备的转速保持稳定，将风力传送到发电系统的各个部分，如发电机和主轴等，使发电设备的机械应力变得很大，在一定程度上容易使风力发电的设备损坏或者是相关的零件烧坏，因此恒速恒频的发电设备对每个部件的坚固性有很高的要求。还有一种情况是发电设备在正常工作的状态下，一旦电网发生故障或者没有及时的从系统中恢复电压，那么电压就很难保持稳定，这样电力维护系统内部就会出现问题，在风力的影响下会产生波动，影响供电的质量。

变频发电主要是通过对风轮进行控制，使设备在转速的范围内达到理想的运行速度，保证发电的质量。

风力发电一般有两种发展和运行的模式，主要分为并网运行模式和独立的运行模式，相对不并网运行模式来看，独立运行模式现阶段比较落后、稳定性很低，但是并网运行模式就具有很高的稳定性和可靠性，在现今风力的开发和研究中中越来越受到关注，但是这两种电力技术之间又存在很大的联系。这两种发电方式主要都是通过风力发电与电网进行连接，可以是变温器与电网之间的连接、也可以与电网直接相连，从而使电力供电系统达到稳定的状态，保证人们的用电质量和用电安全。

总而言之，随着我国社会的发展和经济发展的加快，不可再生能源的缺乏成为我国目前主要面临的问题，因此开发新能源是我国科技发展和科技创新的首要任务。风力能源具有取之不尽、用之不竭的有优点，并且是比较清洁型的能源，因此成为我国发展新能源的主要驱动力之一，由此也足以看出风力发电在我国新能源过程中的重要性。不仅如此，风力能源的开发和利用在世界中都占有重要的地位，风力发电在未来的发展进程中有巨大的发展潜力，是世界发展新能源的主要发展项目。