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风力发电现状与发展趋势分析

2021-06-03推荐论文

  摘要:新时期社会发展下电力能源需求逐渐增涨,新能源发电技术的应用水平也不断提高,特别是风力发电方面,为我国能源产业发展奠定了良好基础。文章主要对风力发电现状进行分析,探讨风力发电未来发展策略。

  关键词:风力发电;电力新能源;新能源;发电现状

风力发电

  引言

  能源结构发展至今,我国目前的能源结构依旧是以传统能源为消费主体。同时对于传统能源的消耗量也在日益地增加,由于传统能源大多属于不可再生能源,因此调整能源结构,利用新的技术优化能源消耗结构,让新能源代替传统能源,以此来更好地满足当今市场的需求。

  1风力发电相关概述

  1.1风电新能源的基本特点概述

  风电作为一种新能源,其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能,而风能是一种清洁的、可再生的能源,风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视,我国也正在大力开展风电建设。从世界范围来看,经过相关的计算表明,世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右。我国的风能资源也非常丰富,可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW,我国目前风电装机超过2亿kW。

  风能是一种具有代表性的无公害、可再生的清洁能源,风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用,例如我国的沿海城市、草原牧区、山地高原等地区,都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源。我国对风电建设也给予了高度的关注,国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设,取得了很好的效果,目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场,对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用。

  1.2风力发电技术

  风能是世界上最重要的资源之一,其储量是目前人类可利用的其他资源的十倍以上。风能的产生是将风转化为机械能,驱动风再通过风力发电机将机械能转化为电能。

  第一,风力发电机的类型。根据装机容量的不同,风力发电机可分为小型、中型、大型和特大型。风力发电机的容量越大,叶片就越长。根据风力发电机的设计,可分为纵轴结构和横轴结构两类。根据功率控制方式的不同,可分为变攻角汽轮机、主动齿轮箱汽轮机和固定攻角汽轮机。根据发电机转速的不同,可以分为恒速风力发电机、变速风力发电机和恒速风力发电机。不同的能源形式可以分为海上风电和陆上风电两类。风能可分为高速和低速风力发电机,上游可分为风力发电机和风力发电机。

  第二,设备配置和功能。风力发电机主要由风机、短舱、基础和塔筒组成。风机通常由叶片、轮毂和插接系统组成,叶片的形状决定了风能吸收多少能量。如果风机的风速高于静止风速,则高度依赖旋转叶片的末端进行空气制动。如果风机叶片因结霜、腐蚀、裂纹等情况而不能正常运行,需要及时对风机叶片进行保护和防护。

  第三,风机控制装置。由于新技术的快速发展,新的网络连接技术采用了被广泛使用的控制模式,通过神经网控制叶片对风力发电机的转速和功率进行控制。风电场还必须配备SVG等无功补偿器,以预测风机的空气动力特性和风机与电网的距离,以获得良好的效果。4)被动式能源管理技术。由于风电场并网运行会消耗无功,因此稳定风电场的网络电压与平衡无功同样重要。

  2风力发电现状

  2.1开发效率低

  风能能量的密度较小,需采用较大风轮尺寸的风力发电机,以获取同等的发电容量。但实际上,风轮机对风能资源的开发效率普遍偏低,最大效率不超过60%。在实践中受多种因素影响,水平轴风轮机最大效率为20%-50%,垂直轴风轮机的最大效率为30%-40%。

  2.2风力发电的谐波污染

  与电网设备并行运作的风力发电机组,在启动过程中要和风力发电机组的机械设备连接在一起,所以会带来一些谐波,这个过程较为短暂,也没有频繁发生,通常可以直接忽略。但如果采用变速的风力发电机,则会产生很大的影响。变速风力发电机组需要借助逆变设备和电网连接起来,如果风力发电机组的机械设备传动频率和发生谐波的频率一致,将会带来非常严重的谐波。在发电设备逐渐改进的今天,这种情况已经逐渐发生转变。第二和风力发电机组并联的电容器可能会与电抗器共同作用产生谐振,在实际的工作当中风电场的变压器会有很多谐波产生。

  2.3风电系统中存在的问题

  电压稳定的问题一直是影响供电系统稳定性和可靠性的主要因素,电网系统与风电场连接就会产生电压不够稳定的问题。这个问题的原因是风电场运行的时候不需要无功功率,而缺少无功功率就是造成风电电压不稳定的问题。我国目前的风力发电厂中采用的发电设备大都是异步发电机,通过外部无功系统的支持从而使风力发电设备得以运行,进行正常的发电、输送工作,但是因为风电场的容量较大,会导致无功功率不能够受到有效的控制,从而使风电的电压出现不稳定的情况。

  3风力发电的发展策略

  3.1优化风力发电项目发展

  随着可持续发展理念深入推进,风电工程作为可持续发展的重要举措,加大对风力发电项目的实践研究与创新发展意义重大。在风力发电项目的建设与使用中,应当及时发现其潜在的问题,多角度分析问题的原因,以推动风力发电项目健康发展。要加强对施工现场的监督管理,及时发现与记录分析设计偏差问题,综合各种影响要素及时调整施工,以减少工程变更,促使风电工程建设顺利展开。

  3.2提高风电电压质量

  我国风电场的建设位置一般都在偏僻的区域,因为偏僻的区域一般情况下风能较为充足,更适合风力发电的方式,但是这样就会导致输电线路较长,会产生较为严重的电能损耗问题,还会引起电压过低的情况,导致电压出现问题,风电系统无法运行,所以应该在风电机组的变压器中分别设置开关,使其能够对电压进行有效的调节,从而解决电压过低和电能损耗严重的问题。电压质量是风电场目前面临的最主要问题之一,风电场存在较多的不稳定性和不确定性,会对输送的电压产生诸多的影响,所以风电场应该加强电压方面的研究和投入,不断提高风电并网系统电压的稳定性。

  3.3加强风电场隐患排查及治理工作

  进行隐患的排查治理,科学的管理机制自然是必不可少的。风电场必须对并网运行可能存在的安全隐患进行及时排查,并针对实际情况积极做出调整。通常风电场并网安全运行阶段出现的安全事故涵盖工作人员的人身安全隐患和设备安全隐患两个方面,管理部门要基于安全隐患排查管理机制,结合实际情况对风电场的并网运行可能存在的安全隐患进行反复的排查,并对工作内容进行评价以及合理的整改。

  重点关注风电场并网运行最为典型的四种情况:设备参数设置错误、控制管理方案漏洞、设备维修问题以及电力接地措施保护不当。做好科学有效的排查工作之后,就能够在很大程度上提高风电机组并网的性能,保证设备运行质量。对于存在缺陷的管理方案,要做好传达工作,保证管理漏洞能够顺利解决。严格按照规章制度的原则做好应急管理,根据风电场的实际运行状态,制定科学有效的应急预案。考虑到风电场工作周期的负责,定期组织相应的安全演练,针对演练过程中可能出现的问题做好调整,保证应急管理方案在发生不可避免的安全事故时能够起到应有的作用。

  水利论文投稿期刊:《广西水利水电》(双月刊)创刊于1972年,本刊主要内容:水利水电建设的方针、政策、水资源开发、利用和保护、防汛抗旱,滩涂开发,水利经济,综合经营,环境水利,地方电力,水利水电规划、科学研究、勘测设计、施工等方面的新技术、新成果、经验总结,水利史志,职工教育,国外水利等。

  结语

  综上所述,新能源技术的发展,为人们的生活带来了诸多的便利,它不仅仅是一种技术型的改革,同时也与人们日常的衣食住行有密切的关系,新能源的革命也会成为人们生活方式的一场革命。通过引入风电能源技术能够提高电力能源应用水平,满足社会发展需求,在日后还需要注重风电能源的开发利用,加强风电场建设。

  参考文献:

  [1]汪成国.关于风电新能源发展与并网技术的探析[J].中国战略新兴产业(理论版),2019(14):1.

  [2]邹璐.风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景研究[J].无线互联科技,2019(17):130-131.

  [3]马春兰.风电新能源及其并网技术的发展现状探究[J].湖南水利水电,2020(2):65-66.

  作者:徐潜 李西

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