摘要：随着技术的进步，使用风力发电能够把源源不断的风能转化为电能，越来越多研究人员开始专注风力发电的应用。文章重点就风力发电的技术现状与发展趋势进行研究分析，旨在为业内人士提供一些建议和帮助。
关键词：风力发电；技术现状；发展趋势；研究
引言
在全球能源过度消耗的生态环境下，对新能源的研究和利用已成为世界热门的话题，风力发电是新能源发电技术中最具规模开发和商业化发展前景的发电方式，目前各国都在加大对风力发电及其相关的技术研究。全球风电行业年度市场增长率达40％，已有一百多个国家涉足到风电行业，该行业已经成为世界能源市场的重要组成部分。我国近几年风电产业发展势头强劲，风电新增装机的容量稳居全球前茅，所以对风力发电的技术现状和发展趋势进行研究具有重要意义。
1风力发电中的重点技术问题
1.1风力发电功率的预测
风能的不稳定性和随机性，经常造成大容量电场并网严重影响电力系统的可靠性，制约着大容量风电场的并网运行。因此，对风电能量进行科学准确的预测，有助于风电场的合理选址以及电网能量的合理调度。目前常用的风能预测方法有以下几种：基于数值天气预报的风能预测，即利用气象信息对中长期风能进行预测；时间序列预测法，即利用历史风能数据对短期风能分布进行预测、人工神经网络预测，该方法的自适应性比较强，适用于非线性的模型预测。为提高预测的准确性，将多种方法结合使用是风能预测的发展方向。
1.2风电场电力电子设备的研究
先进的电力电子技术是现代风力发电的重要技术依托，为风力发电提供重要的技术支撑。风力发电设备中存在大量电力电子设备，如双馈一步发电系统中的PWM变流器、直流永磁同步发电系统重点交直交变频设备、基于电压源的高压直流输电并网技术以及低压穿越所需的电子装置等，所以加强电力电子设备的研究，对风力发电的发展具有重要意义。
1.3低压穿越技术
低压穿越技术在电网发生故障时，利用电力电子技术确保风电场在一定时间范围内向电网提供一定的无功，保证电网不脱网运行。当电网电压降低时，风电机组通常由于自我保护而脱离电网，在风电所占电网的比例较小时，风电的脱离不会对系统造成太大影响，一旦风电机组的容量较大，电网故障时风电的解列在故障的基础上增加了电网的扰动，严重影响电网的可靠运行，甚至造成整个系统的解列。因此，我国对低电压运行标准进行了规定，即当并网电压跌至20％时，风电机组应不脱网运行625ms，目前由于电网的故障复杂多变，还没有十分完善的方案能够完全满足低电压穿越的要求，这已经成为风电研究的热点问题。
1.4风电场的无功补偿
电压稳定是风电并网中的重要问题，无功补偿是风电电压稳定的重要影响因素，尤其在异步风力发电机系统中，异步发电机和变压器设备产生大量的无功功率，一旦这些无功无法得到及时补偿则会对电网的可靠运行造成影响，系统无功过高会使系统电流增加，增大系统损耗的同时，也会影响设备的安全运行；电流和实在功率的增加造成电力设备容量的增加，电力设备的体积也相应增大，电网的经济运行性降低。
2风力发电技术现状分析
2.1单机容量小，浪费大量的建设资源
众所周知，风力是电力发电的重要组成部分，其发电效率直接影响到发电行业的发展，所以风力发电技术应结合市场的发展趋势以及人们的用电需求等进行及时的改进。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆就现阶段风力发电技术来看，在人们生活水平不断提高的情况下，人们对生活用电的需求也在不断的增加，风力发电作为发电技术的重要组成部分，为了满足人们的用电需求，很多地区会增设多个风力发电机组，而在这种情况下就会造成大量的资源浪费，尤其是土地资源的浪费，将会造成国家土地资源吃紧的问题，影响到风力发电的可持续发展。
2.2陆地风力发电建设过于集中
随着人们生活水平的不断提升，用电量以及用电负荷在不断增加，也将给发电行业带来一定的负担，为了满足人们用电需求，在陆地建设了更多的风力发电厂，其中也有很多风力发电厂是建立在城市周边的，而受到城市建筑的影响，这些风力发电厂的发展也将受到极大的影响，制约了风力发电厂的发展。另外，风力发电厂在建设中选址的不合理，也影响到风力发电行业的稳步发展。
2.3风力发电技术的经济性不足
对于风力发电技术来说，主要走的是节能路线，而从风力发电技术的实际运行调查中发现，风力发电技术在实施的过程中，缺乏一定的经济性，会增加风力发电技术的实施成本，影响到风力发电技术的实施效果，也将违背风力发电技术实施的本质，不利于风力发电技术的可持续发展。
3新时期风力发电技术的发展趋势研究
3.1变速恒频风力发电技术
近几年，我国风力发电建设进入了高速发展的时期，在2011年被称为世界上第一的风电大国。为了更好的提高风能的效率，并对成本进行控制，通过这种方式在电网中把电能转化为变速恒频电能。变速恒频风力发电技术主要是二十世纪末期发展起来的，属于一个多学科的技术，主要包含的技术有电子技术、矢量转换技术、信息处理技术等等，通过这项技术来实现对于风力发电机的控制，才能更好的实现变速恒频的功能，这项技术主要是通过对于不同的风速的捕捉，来获取一个最好的转速，这样就增加了运行的效率。在进行风力发电过程中，要根据风速的变化进行发动机转速的改变，这样才能更好的实现频率的变化。变速恒频风力发电系统主要是利用风力机把风能向动能转化，利用变速齿轮对转速进行转换，把风力机的低转速转化为高转速。
3.2用于风电场的储能技术
这项技术主要是能够提高风力发电在经济上和技术上的吸引力，储能系统具有比较明显的维持电压频率稳定的功能，一个风电场的储能系统除了能在一个相对较短的时间内注入能量和吸收能量之外，也能够在十五分钟内的风力尽快的被用作海量储能。在整个风力发电的系统中，出现很多储能系统，应用比较广泛的就是蓄电池储能系统，常见的有锂电池、铅酸蓄电池等，其中蓄电池系统效果非常明显。为了更好的提高蓄电池的使用寿命，很多科研工作者就在研究怎样实现蓄电池单元最佳化。
3.3海上风力发电
涡轮发电机技术的一个重要的发展趋势就是离岸安装，海上的风能资源比较丰富，可选择在一个比较浅的水域内安装风力涡轮发电机，离岸涡轮发电机系统产生的能量比较大，是在附近岸上发电的一倍左右。要想很好的解决电阀跟风电场相连的问题，简单的方法就是利用热量流通空气调节输电系统，能够把电量很好的输送到负载中心。高压直流输电接入电网技术具备的优点包括以下几个方面：第一，离岸安装涡轮发电机跟大陆的扰动互相隔离；第二，在电缆上出现功率损耗的情况相对较少；第三，发送端跟接受端的频率是彼此独立的。
结束语
综上所述，随着社会经济的飞速发展，人们用电量以及用电负荷在不断增加，电能的开发也逐渐受到重视，风力发电技术是电力发展的重要组成部分，主要是通过相关的机械设备以及技术等来将风能转换为电能，实现为人们供电，对推动电能源行业的可持续发展有着极大的作用，而且在科学技术发展的过程中应加强对风力发电技术的改进和创新，这样才能满足当前社会的发展需求。
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论文作者:郭金茂
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/10
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