刘同飞
华润电力投资有限公司深圳分公司 广东深圳 518000
摘要：现如今，我国的能源十分紧缺，各种化石能源越来越稀少，迫切需要各种新型能源的开发利用，世界上各种新能源主要包括有风能、太阳能、潮汐能、地热能和生物质能，而风能发电和太阳能发电相对技术娴熟，应用发展比较多。风能是丰富清洁的可再生能源，因其自身的优点使其得到了许多国家高度重视并且利用风能发电。因为每个国家的发展状况不同，因此在对风能利用上也存在着差异。但是由于风能的更深层技术越来越复杂繁琐，存在各种瓶颈问题限制于各国利用风能发电都存在一些问题。如何努力克服这些问题取得风力发电的最大效益才将是意义深远的课题，本文即对相关风力发电问题做一定概述。
关键词：风力发电技术；发展现状；存在问题
引言
风能与太阳能是目前开发利用相对最多的能源，风能的新能源存在很大部分的不确定性因素，大容量风电并网会给电网带来巨大冲击，威胁电网的安全稳定运行，储能设备可以快速跟踪负荷功率变化，及时调节自身的工作状态和功率大小，使火电机组在恒定的功率点稳定运行，调峰调频的效果明显。未来的储能设备必然向高储能密度、大容量、使用周期长的方向发展，可有效缓解新能源并网给电网造成的冲击，使系统安全稳定运行。
1风力发电技术
风力发电是指将风能转换为机械能，进而转换成电能的技术。风力发电具有清洁环保，可再生，基建周期短，装机规模灵活，就地取材等优点。我国虽然是风力占有率最高的国家，但是我国的风力发电技术起步较晚，较欧美等发达国家而言在技术上还有很大的差距。目前我国10m高度的风资源总量为3226GW，陆上可开采的风能资源总量为253GW，再加上海上风资源，可以被利用开发的占到1200GW左右，对于我国这样一个风资源极其丰富的国家来说已开发的风能是很少的，在未来还有很大的发展空间。风力发电机由机舱、转子叶片、转心、低速轴、齿轮箱、高速轴及其机械闸、发电机、偏航装置、电子控制器、液压系统、冷却元件、塔、风速计及风向标等部分组成。
2风力发电过程中的问题
2.1风力发电系统组成情况纷乱
由于风力发电系统受技术水平等条件的影响，因此现在我国风力发电系统的动态特性和组成情况都非常纷乱。作为两个重点系统模型，非线性模型和线性模型在风力发电流程中都有所运用，但因为而者在功能的体现以及对于环境的要求方面有所不同，所以需要用传统的技术方法，对其统一的进行技术控制，一定不能充分满足两种系统下风力发电系统的运作要求，所以，把新型控制技术运用到发电系统中已变得十分重要。
2.2无法保证电力系统质量
引起无法保证电力系统质量的主要原因是风力发电存在的不稳定因素。不言而喻，风力发电一般通过对风力资源的运用来实现发电的过程，风力资源自身存在一些的不穩定因素，其方向和速度都不够稳定，所以，如果不能对其进行有效的控制，可能在以上两方面条件发生改变时，电能就会发生变化，假如变化很大，超出了电力系统所能够承担的范围，电力系统的质量就会受到影响。
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3风力储能设备
储能设备是指能够将能量大规模地高效地储存起来、在需要时迅速释放出来的装置或设施。具有代表性的机械储能方式是抽水储能，运行经验显示，在晚上负荷需求量比较少的时候，电价相对便宜，抽水储能电站可以通过对外买电量，来保证水能抽水电动机的运转，使水能进一步储存起来，使水位抽到比较高位置，以势能的形式储存起来，在白天负荷需要比较多的时候，可以将水进一步用来发电。目前抽水蓄能技术比较成熟，效率达到70%以上，在国内外都有广泛的应用，但其建设也受到地理条件等的约束。目前在我国主要的储能方式可以划分为两种，第一种即是刚刚所述的抽水蓄能电站，第二种就是所说的电化学储能，它主要包括锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池等，这种储能方式可以简单的理解为把电储存在多组串联的蓄电池内，当需要电能的时候，利用蓄电池组进行对负载放电，即达到了储能作用，在大多数电站或者发电厂内，都有多组蓄电池，并且安装有自动负荷切换装置。
4风电场与抽水蓄能电站联合发电
风力发电具有随机性、波动性等特点。风力发电的出力往往不平稳，起伏较大。风力发电不具备有功调节和无功调节的能力，最显著的短板就是，当风小时不能发电，当风太大时为了保护机组也不能发电，这样的特性大大影响了风电的可靠性。为了解决风电的连续性和稳定性问题，最好的解决办法就是利用抽水蓄能电站弥补风力发电的不足。
抽水蓄能电站由于其自身特征，相比其他的发电形式更适合同风电场互补运行。主要表现在：其一，具有很强的调峰能力。抽水蓄能机组在负荷高峰期，能够快速起动，带上负荷，弥补大型火电站启动慢导致的发电缺口。在用电高峰期，有的地方负荷变化率可达到50MW/min，尖峰变化率甚至可以达到l00MW/min。在此情况下，相比大型火电机组的负荷反应速率，抽水蓄能机组可以实现更为迅速的负荷响应。在机组启动速度方面，利用天然气发电的机组也能够实现相关功能。但是，抽水蓄能机组相比他们作为快速响应的备用机组，更能节省燃料费用，同时运行维护费用也相对较低。其二，具有很好的调频本领。系统频率会随着当地负荷的变化而上下起伏，为了保证电能的质量，这时就需要有相关设施进行调频处理。抽水蓄能机组拥有水力机组的特点，调节灵活，可以根据相关的调节信号，快速增加或减少出力，及时实现负荷平衡。这种调频能力相比其他形式的发电更为优秀。
5风能的优点
风能与常规能源相比，虽然目前还不能成为一种完全独立的、主要的能源。风能取之不尽，用之不竭，可以无限期的为人类所服务。风能的利用简单方便。我们知道，绝大多数能源得以利用时，都要经过一个从勘测、采掘到运输、加工、处理等一系列的复杂的过程才能达到使用的目的。除此之外，在利用时所需的设备装置构造都比较的复杂、精密、昂贵。而风能利用非常简单，它来之即用同时还不污染环境。由于风能的这些优点，所以许多国家都利用了风能发电。风能具有一定的动能，运行经验表明，只要风速达到3m/s的微风速度便可以开始发电。风力发电流程众所周知的是通过风轮机将风能转化为机械能，拖动发电机发电，发电过程中通过电力电子、调频器、调速器等相关控制部分组成，然近年来政府不断出台政策鼓励新能源发电，发展速度也较快，但还需要克服很多关键技术来降低新能源发电成本以及并网运行问题。
6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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论文作者:刘同飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/10
标签：风能论文; 风力发电论文; 负荷论文; 机组论文; 储能论文; 新能源论文; 电力系统论文; 《防护工程》2018年第14期论文;