关键词：新能源；风力发电技术；电力电子
1风力发电技术应用优势
风力发电技术的应用有着诸多层面的优势，风力发电技术的应用愈来愈广泛，技术应用中要注重科学化，通信这一新兴技术应用来促进地方经济发展。从风力发电技术的应用优势来看，主要体现在以下几个层面：其一，风力发电技术应用经济性优势。风力发电技术的实际应用过程中，风电电价的下降速度比较快，有的已经接近燃煤的发电成本，在经济效益上已经开始逐渐的凸显。风力发电能力每增加一倍，成本就会下降15%，风电增长保持在30%以上，所以在成本上也在不断的下降。加上风能资源的丰富，在未来的风力发电技术的应用方面，经济性的优势将会更为显著。其二，风电工程建设期短，见效快。风力发电技术的应用发展中，在进行建设风电工程的过程中比较迅速，可通过周、月计算，在短期内就能完成工程，解决用电的急迫需求。风力发电技术的应用，能够对边远农村独立供电发挥积极作用，节约西部地区分散性电力的需求，这样就能有助于满足这些区域人们对能源发展的需要。其三，风电发电技术应用综合优势。从风力发电技术的应用综合优势来看，由于风能是清洁能源，所以不会对生态环境产生不利影响，风能的工程设施建设水平在不断提升，生产成本将会得到进一步的降低，有的区域风力发电成本已经低于发电机的成本。还有就是风能设施是不立体的设施，这对保护陆地生态能起到积极作用，风能的大规模使用能减少二氧化碳排放。这些综合性的技术应用优势，也是对风力发电技术应用质量提升的重要体现。
2电力电子技术在风力发电中的应用研究
2.1风电并网技术应用
风电并网技术具备着良好的稳定性与可靠性，其是目前电子电力技术在风力发电研究中主趋势之一，风电并网的运行与电力电子应用技术的研究有着十分紧密的联系，主要有以下两种方式：方式一直接与电网相连；方式二借助电力电子器件所组成的变换器实现与电网相连。首先，直接与电网相连接，可以在消耗与克制异步发电机并网瞬间所产生的强大冲击流，在配有软并网装置的发电装置上，通过在异步发电机定子与电网之间所嵌入的双向晶闸管，实现并网后由一个接触器来操作动合触头实现短接。目前我国采用最多的就是变速双馈异步发电机与变速同步发电机进行风力发电研究，由于其结构特征与技术要求都十分高，势必需要电力电子技术的支撑与改进。
2.2变速恒频发电系统在风力发电中的应用
风力发电最大劣势就是不稳定，其稳定效果较差，目前我国风电并网较为常用的是异步店里发电机组运行模式，该运行模式主要应用的是风电并网技术，而风电并网技术最大的劣势就是不稳定性，并且不易被控制，因此风力变化属于自然因素，其自然因素具有不可抗力，风速与风向都无法实现人为控制，即使在未来科学技术发展到一定程度风速与风向可以实现人为操作，但是成本也会务必巨大，因此，在短时间内要想即采用风力发电还要改善这一不稳定因素所导致的种种问题，那么采用变速恒频发电系统这一技术就十分重要，即使在风速与风力都不可逆的时候，风力与风速发生了巨大的变化，采用这一技术也可以稳定输出功率的频率，减少不必要的损失。如图1所示。但是就目前的研究技术而言，还存在很多难题亟待攻克，像是并网问题以及风机控制等方面的系统操作都对风力发电的未来发展有着一定的阻碍，要想更进一步的实现风力发电的最大值效益化，那么采用更加先进的电力电子技术与风力发电系统的融合十分重要。
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图1：恒速恒频风力发电机组原理框架图
2.3恒速恒频发电系统在风力发电中的应用
恒速恒频系统所采用的是普通异步发电机，其主要是超同步状态运行，并且我们常见的这一类风力机主要有三个叶片，在北方一些高山发电区域极为常见，其主轴系统通过高速轴与低速轴的齿轮箱相联系而运转。目前在我国恒速恒频风电机组应用的较为普遍，该风电机组一般情况下不适用电力电子期间，主要应用可控硅来对电阻中的电流的速度进行调整，该风电机组虽然在国内应用交广，但是也存在很明显的弊病，由于该风电机组采用的是三叶式桨叶发电模式，等风速达到一定程度，假若风速达到最高值，那么桨叶运转速度也会达到最高值，此时就会产生较高的机械应力，这时候风电机组的主轴，齿轮箱与发电机都会由于速度过快而产生磨损，这对整个发电系统都是一种不可避免的损耗，此外恒速恒频风电机组发电系统在运转的过程中，即使是正常运转对于电压始终都无法提供支持，假设出现电网故障，那么将是全面瘫痪，这一直都是使用恒速恒频发电系统较为严峻的难题之一，同时也作为普通异步电机的典型问题代表。
3新能源风力发电的经济性研究
新能源发电项目的进行，除了需要先进的技术支持，还需运用大量先进的电子设备，意味着需要较大资金支持。新能源的发电特性与电网的安全性能关系密切，要令新能源技术充分发挥自身的特性，要具备相应的经济基础。当下的风力资源，具有清洁与可再生的优势，但是在应用的过程中存在波动与局限性，是技术开发时不可忽视的因素。因此，新能源发电技术的开发复杂而漫长，需要投入大量的资金。当下的新能源产业在逐步完善，依赖政府补贴，自主开发经济效益，是长期发展的重要保障。在新能源发电项目的投资中，应用净现值法可以对投资方案实施科学的评价，运用净现金投资量和净现金投资量的总现值进行计算可得出结论，进而分析其中存在的经济影响因素。在新能源发电的经济性分析过程中，计算公式可以表示为：新能源未来报酬总现值-新能源建设投资总额=净现值，计算结果为正数时，说明投资方案的可行性高，反之，一旦出现负数，则说明投资方案存在不足，应当继续完善。净现值指数体现了项目全寿命、各周期的时间价值，是很好的投资决策指标，反映了投资项目的实际经济价值。但存在一定缺点，比如，难以确定资本成本，尤其在经济不稳定的情况下，资本市场利率会变得难以确定。
结语
本文主要针对风力发电中的主要针对电力电子技术在风力发电领域中的应用进行分析，本文还存在许多不足之处以及有待于进一步提高之处，还需要更多的技术支持。目前，风力发电系统中的控制算法已经大量应用于风力发电电力技术当中，其变桨距控制以及最优功率控制策略等已经逐渐成为目前电力电子技术的研究主方向之一。
参考文献
[1]双馈风力发电机组柔性并网及低电压穿越技术研究[D].重庆理工大学,2018.
[2]佚名.大功率电力电子技术在我国直流输配电领域的应用[J].智慧电力,2017(8).
论文作者:李健
论文发表刊物:当代电力文化》2019年第19期
论文发表时间:2020/4/23
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