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摘要：当前，风力发电越来越受到人们的重视，这是一种无污染、环保的发电模式，依靠大自然的力量向人们的生产生活提供电能，因此成为研究人员的重点研究课题。因为该发电模式与传统的发电模式有所不同，因此寻求更为有效的发电调频技术就显得尤为重要。本文重点对该技术进行详细的探讨。
关键词：风力发电；调频技术；研究
我国在近几年的风力发电中取得了不俗的进展，风力发电同样也为我国的能源事业开拓了一片全新的天地，因此，有效的提高风力发电的发电量，满足生产、生活中的需求是当前工作的重要环节。调频技术的出现，可以有效的提高设备的存储容量，提升调频能力，具有重要的发展意义。
1、世界风力发电的现状
2016年全球风电新增装机容量超过54GW，这些装机容量分布在90个国家，其中9个国家的装机容量超过10GW，29个国家的装机容量达到1GW，累计装机容量增长12.6%，累计容量达到486.8GW。目前，风电在电力需求中所占的比例（渗透率）已经继续提高，譬如在丹麦达到了40%，紧随其后的是乌拉圭、葡萄牙和爱尔兰，它们都超过了20%，西班牙和塞浦路斯都达到20%，德国16%。一些大的电力市场如中国、美国和加拿大的风电渗透率分别达到4%、5.5%和6%。
2、我国风力发电现状
我国于2003年起开始实行风电特许权招标，2005 年在《可再生能源法》通过、取消特许权最低价格中标、提出2020年风电目标、国产化70%以上的等一系列政策的刺激下，风电投资热情高涨，随后几年出现井喷式增长。经过几年快速发展，在2010年出现弃风限电，但运营企业投资依然高涨，以至于在2011-2012年出现了大规模限电情况，通过 2011-2012年整顿及送出建设，风电接入条件出现好转，2013-2015年转向南方低风速地区开发，需求恢复，新增装机增长。由于上网电价的下调，2015 年出现风电抢装潮，新增装机容量达30.5GW。中国新增装机占世界新增规模一半，2016年增速下滑。中国风电行业经过多年的快速发展期，目前累计装机规模占全球的33.6%，已跃居全球第一成为世界风电发展的主力军，近10年复合年均增长率为60.9%高于世界水平22%。2016年中国风电累计装机容量达167.8GW，同比增加15.72%，新增装机22.8GW，同比下滑25.9%。装机增速下滑是由于电价下调，2015年部分抢装透支2016年装机及三北地区消纳仍未实质性改善。2016年风电上网电量为2410亿千瓦时，占总发电量的比重达4.08%，超越核电（3.56%）和光伏（1.12%）成为我国第一大新能源发电形式。2015年在电价抢装潮和能源需求疲软双重压力之下再次出现严重限电，弃风率15%，2016年我国弃风电量497亿千瓦时，弃风率上升至17%，其中风电集中的三北地区全年弃风率依然严峻，但也可以发现，风电基本面略有转好迹象，2016年全国风电平均利用小时数1742小时，同比增加14小时，随着国家能源局一系列消纳措施的落地，弃风率有望见顶。2016年中国继续大幅领先风电新增装机和累计装机量，名列全球第一，同时中国累计装机量约是第二名美国的两倍，新增装机量约是美国的四倍。
3、风力发电调频技术
3.1转子惯性控制
当前工作中应用到的风力发电机主要具有两种类型：①定速型；②变速型，前者在过去的发展中采用较多，容量较小，不能满足工作中的要求，因此在后续的发展阶段逐渐被淘汰。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而变速型的风力发电机成为应用中的主要设备，并且分为两种类型，一种是广泛使用的双馈型风机，另外一种则是直驱型风机，两者各具有优缺点。转子惯性控制与风力发电机组自身所具有的惯性能力以及运行时的状态具有直接的联系，因此从这两方面入手能够更加灵活的对转子惯性进行控制。
3.2转子超速控制
超速控制的关键在于当转子出现超速运转时，如何将其得到有效的控制，这是工作中的重点问题，在实际工作中，风机的正常运行速率会保留一部分以备所需，所备用的功率主要是进行一次频率调节时使用的，因此对超速控制主要在于一次频率在调节时的响应速度，速度越快，对风机的影响就弱，但是不足之处在于有一部分盲区是不能进行有效的控制的，这一过程中会对风机的运转速度控制在一定的范围之内，如果超出这一范围，那么就需要采用桨距角保证恒功率的正常运行，由此看来，转子超速的适用范围也是具有局限性的，仅仅在额定风速的范围之内才能得以正常的运行，但是转子超速并不会受到时间的限制，而是在多数时间内都可以得到应用，这也在一定程度上降低了对风力发电所带来的经济损失。
3.3变桨控制
上文中提到的桨距角是在变桨距控制的过程中得以体现的，这一控制的最大优点在于能够在最大功率的控制范围内得以运行，并且还能为自身保留一定的容量，桨距角的大小受到风况的影响，如果桨距角越大，那么可备用的有功功率也就越多，进而在实际中所捕获的风能也会呈现出下降的趋势，根据桨距角大小的不同，可以有效的控制风能的捕获量，因此桨距角是一项重要的参考依据，加强其在实际应用中的调节能力，可以有效的实现对风力发电机组功率的有效控制，但是应该注意的是，不要过于频繁的对桨距角进行调节，这样反而会造成适得其反的效果，因为这对于风力机组会产生一定的负面影响，造成机械的磨损严重，进而设备的使用寿命也会受到影响，在无形之中反而又增加了运行的成本，不能满足风力发电的经济效益。
4、储能参与风电调频
在风力发电中，储能系统的主要作用是储备足够的能量，起到后勤保障的作用，储能系统具有较为灵活的控制能力，对于系统的指令可以在短时间内分析并作出正确的反应，并且更重要的是在性能方面更加稳定，风力系统在参与频率调节的过程中，储能系统是重要的组成部分。储能系统在风电机组以及在风电场中都能得到更加充分的应用，但是如果应用不当，也会造成一定的损失，例如成本较高，导致经济效益的不稳定，或是在容量储备方面达不到要求等，这些问题都会在一定程度上影响到风力发电的发展，因此在当前的工作中，研究人员对这一系统进行了进一步的研究，发现将储能系统与上述的转子控制进行有效的结合，可以有效的控制不利因素的产生。例如在转子转速的控制过程中，具有灵活性的特点，因此在应用的过程中第一时间会对系统的频率变化进行响应，进而提高储能的经济效益，对于成本的控制也具有重要的影响。又如在变桨控制的过程中，在一定的时间内，储能系统可以持续的应用在系统频率的调节过程中，并且不会受到外界的干扰，在这种情况下，也可以将储能的运行成本得到有效的降低。从全局的角度出发，针对储能系统运行的过程，可以得出结论，在今后风电机组发电的过程中，储能系统是其中的重要一个环节，应加以有效的利用。
5、结语
综上所述，在风力发电的过程中为了进一步加强电力系统的稳定性运行，应该适当的对风力发电进行改进，从转子惯性以及超速控制等方面入手，进一步发展调频技术的相关应用，为实现现代化的风力发电提供重要的参考依据。
参考文献
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论文作者:王军刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/18
标签：风电论文; 风力发电论文; 转子论文; 装机论文; 装机容量论文; 系统论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;