风力发电技术的问题与探讨论文_彭梦荣

风力发电技术的问题与探讨论文_彭梦荣

重庆海装风电工程技术有限公司 重庆 401120

摘要:在我国,风力发电有效缓减了我国煤电能源不足的状况,而且此能源是一种可再生能源,可再生能源的优势主要为施工方便、建造费用低、对环境污染小、性价比高且无发动燃料。伴随着越来越多的国家开始积极的减排,风力发电被越来越多的国家所看重,认为风力发电是以后最重要的能源之一。然而,风力发电也有其不可忽视的缺陷,容易受到风力的影响,各个地区发展效果不同,发电效果不稳定。

关键词:风力发电;技术;问题

1.我国风力发电的现状

在现阶段,风力发电项目的开展作为一项系统结构很强的工程,涉及到很多的领域,其中包含了风力能源、风力发电的相关设备制造、风力发电场地的管理、国家电力网络的建设规划等等,即使2006年国家颁布并且实施《可再生能源法》,我国的风力发电行业一度出现良好的发展态势,然而,当下我国的风力发电产业还有着很多的问题。

1.1风能资源的评估不缜密

我国的风力发电中进行资源集中管理的基础是评估并且制定风力发电的规划,国家电力网络建设规划以及风能资源集中管理。当前我国有关机构所开展的风力能源评估已经落后于现在大部分风力发电场项目,开展新一阶段现有的与风力发电有关的相关资料的整理与新的调查与评估,对陆地与近海风力进行检测,在笔者看来是非常有必要的,还可以同时开展对现有风力发电场的产能检测与长期规划。

1.2现有的国家电力网络与风力发电的发展不协调

现阶段我国电力网络设施的管理与运营和风力发电的协调性不够完美,电力网络关于风力发电场接入电网的工作没有做好,国家电网的发展规划不能很好的顾及到风力发电场的发展,这就需要政府完善相关的管理办法来促进风力发电场与国家电网的协调,以此来保证电力运输工作的顺利开展。

1.3我国电价需要调整

风力发电项目的亏损,最重要的原因在于电价的高低。不管是哪种电力价格制定方式,政府都必须进行强有力的规范引导,对风力发电的项目给予必要的优惠政策。当前的风力发电电价过低,打压了投资方的利益,严重影响了整个项目的工程质量,对整个生态圈的建设产生了不良影响。

1.4风电“上网”难,与电网缺乏协调

在风力资源丰富的我国,风电场建设很多,但由于风力资源具有随机性和间歇性,风力发电自身不稳定,若电网企业为了使风电入网后减少对电网系统的巨大冲击,就不得不作出建设发电量两倍的调峰电源、增加成本的牺牲,也因此,电网企业“联合风电”的积极性不高。电网企业风电上网的成本急剧增大,国家补偿不足,电网企业缺乏积极性。

2.风力发电频率调节相关技术

2.1转子惯性控制

通常来讲,风力发电机是借助转子惯性、超速、变桨和组合等进行有功控制,从而调节电力系统响应频率。所谓转子惯性控制,是在风电机运转时,改变机组变流器的电流,从而临时变化转子速度来瞬间吸收或释放机组运行存储的动能,及时响应电力系统的频率变化,形成机组运行的转动惯性。就转子惯性反应频率调节方面而言,双馈风电机提供了最大限度的暂态有功支持,同时通过一个微型电力系统创建暂态有功支持和系统频率改进的联系;借助于延迟模型对风电机组短期内最小频率支持的量化分析。

2.2组合控制

综上所述,转子惯性控制、超速控制和变桨控制这三种频率调节技术都有一定的条件限制和应用约束。不难发现,大功率控惯性制方式只适合风速中低的情况;转子超速控制只适合限定风速情况;变桨控制适合全风速,然而通常只用于高风速情况。除此之外,就风电机转子限速方面而言,在低转速情况下,转速下降空间受限;在高转速情况下,动能吸收空间受限。

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2.3转子超速控制

所谓的转子超速控制,是实现转子的超速运动,从而使风电机在处于非最大功率时系统实时响应的次优点,同时储存少量有功功率进行一次频率调整。在一定风速下,风机的转动速度不同,输出功率有所差别,通过调节速度可控制风机改变次优点。在某点位置上,风机输出功率为最大值,在这种情况下,风机运行速度高于此点的转速,风机输出功率降低,从而实现减载,从而实现备用能量的存储。若需提高风电机输出功率,可降低风电机运行速度,实现电磁功率和机械功率的平衡,从而实现有功控制。然而若风电机转动速度减少,功率输出最大,之后随着转速降低功率也下降,这就是有功控制的波动区域,要尽量避免出现这种情况。

3.风力发电技术的相关措施

3.1国家政策的扶持

国家大力扶持风力发电,首先,需要出台新的相关调峰补偿的政策,兼顾保证风电企业以及电网企业双方利益,确保风电“发得出,也能送得出”。第二,中国可再生能源学会风能专委会秘书长秦海岩说过,“电价政策作为最重要的激励手段,在风电发展中起到了至关重要的作用。”因此,国家职能部门在合适的时候,出台有关税率和用户电价的调整方案,是能保持强力增长和“弃电”降低的重要措施。“科教兴国,人才强国”,就是要求培养出独立思考的人才,能创新开发新产品的人才。国家应设立专项资金,奖励、推进风力发电的技术创新。

3.2进行规模发展与分散开发的融合

用风力发电的项目来带动一个地区的产业化进程,假设建成了多个100万kW的超大型风力发电场。而另外的一个发展潮流就是进行分布式开发风电项目,就好像德国并不存在10万kW级别的风力发电场,然而这个国家的风力发电总的产能已经达到了惊人的1800多万KW。所以,结合地区实际情况,充分利用中小型的风力发电场,完全可以考虑进行农村分散式布网。

3.3为风力发电企业提供融资便利

从往年来看,我国在风力发电这个项目的发展过程中,投资不是很多,这和我国的第二经济体比起来,严重不符合。从现在起,不但国家要加大对风力发电相关企业的帮扶,企业还要进行多种渠道的融资,可以进行法律允许的资产重组、发行债劵、股票、贷款等形式,获得更大的发展空间,促进风力发电场的建设工程顺利开展综上,我国的风力发电技术已经逐渐成熟完善,具有深厚的市场发展潜力,只要国家大力扶持,企业积极进行技术创新,我国的风力发电产业生态圈将会更加完善,对环境保护做出更大的贡献。

3.4相关设备制造企业进行转型升级

我国风力发电设备制造企业必须紧紧抓住现有的市场资源,对国外的先进风力发电技术进行消化吸收,开展产品的国有化进程。在积累了足够的经验后,加快开展风电设备的自主研发,以此来降低风电的成本,保证风电投资商获得足够的利润,并且有信心进行二次投资,促进我国风力发电的快速发展。与此同时,还要开展频率调节等辅助功能的市场调查和盈利分析,从而推动风力发电市场的稳定持续发展。

结束语

风力的利用促使社会文明的进步,使用清洁、可再生的能源更是这个时代的趋势。风电作为目前我国非石化能源中占比最大,持续增长率最高的能源,成为我国今后重点发展的能源对象。风电持续稳定、安全可靠地运行以及发电技术的进步与创新,是我们需要不断努力的方向。

参考文献:

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[5]乔君.黑龙江省电力公司风电发展战略研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2005.

论文作者:彭梦荣

论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期

论文发表时间:2017/10/30

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