(安徽师范大学 安徽省芜湖市 241000)
摘要：风能作为清洁能源,其应用将会影响整个能源体系的发展,而风力发电机作为其发电的核心部件，其重要性不言而喻,随着科技的发展，出现了大量应用风力发电机的器件。本文主要针对风力发电机的现阶段的应用及分析未来的发展方向。
关键词：风力发电机；应用；发展方向
1引言
现在，矿物资源利用在人类的能源利用体系中，占到了人类能源供给量的80% 以上。而这些能源是有限的，所以目前能源的短缺问题及环境污染问题对人们来说是一个亟待解决的问题，因为风能分布广泛、资源清洁、发电成本波动不大以及充分的技术发展空间，有很大的发展利用空间。
我们由风力发电机的类型、结构角度出发分析现有的风力发电机的应用现状和存在的问题，并提出可以预料的风力发电机的未来发展前景，可以使风力发电机在生产生活中有更多的使用空间，更大化利用清洁的风力能源。
2风力发电机的应用现状
2.1风力发电机的类型
小型风力发电机、中型风力发电机、大型风力发电机和兆瓦级风力发电机是按照输出容量做出分类的。具体来说，根据风力发电机组的容量划分是国际上基本的分类标准，把风力发电机划分为: 100kW的以下小型、100 ~1000kW 的中型 和 1000kW 以上的大型三个类型。我国的分类标准与国际标准不同，不同点在于我国根据输出容量划分为四个类别，包括1kW 以下的微型发电机 、1 ~10kW 的小型发电机 、10 ~ 100kW的中型发电机和100kW 以上的大型发电机[1]。
主要有两类风力发电的工作方式, 第一类工作方式是独立运行供电系统或混合运行供电系统，可以解决区域用电问题[2]。第二类工作方式是作为通常的电网的电源,并电网运行，大规模供电[3]。
2.2风力发电机的应用
截至2017年底，我国风电产业已位于世界前列，成为风电设备制造大国，累计装机容量达188232兆瓦。
2018年，全国风电发电总量为3660亿千瓦时，在全社会用电量中比重进一步提升，由2017年4.8%提高至5.2%。2018全年，风电平均利用小时数达2095小时，同比增加147小时，且全年全国弃风电量277亿千瓦时，同比减少142亿千瓦时，弃风率降为7%，较2017年减少5%[4]。
现在，风力发电机主要运用分为陆上和海上两种,陆上多为平原风，应用风机多样，恒速风力发电机、有限变速风力发电机、变速风力发电机等均有应用[5]。
海上风能资源丰富，通常应用超大容量风机，这种大容量风机应用风速范围较宽，可以提高风电转化效率和并网电能质量[6]。
2.3风力发电机存在的问题
目前，来风的不确定性决定风电的峰谷时段不可能与电网的峰谷时段完全吻合，这是电网限制风电大发展的理由。正是来风的不确定性才倒逼电网增加调峰手段。导致风难以并入电网，限制了风力的发展。近年来我国能源发展增长迅猛，整体装机容量显著增长，光伏与风电发电均发展迅速，已为世界第一，尤其在风电项目上集中投产多、加速投产多，但相对配套的火电等灵活性调峰电源少、负荷需求少[7]。风电项目多处于风力资源较为丰富的地区，离负荷中心较远，输电线路建设较为滞后，通道断面约束大。因此，建设适合风电接入的电网是首要问题。其次，目前风电单位发电成本已和火电项目基本持平，但风电加上可再生能源补贴后的上网价格高于火电，经济性不占优势，我国经济处于新常态，经济增长放慢，整个电力系统处于供大于求的环境，市场消纳空间有限。
例如，中小型风力发电机存在弃风率随使用时间上升的问题。这是因为中小型风力发电机通常被用在较为恶劣的自然环境中。通常来说，高度越高的地方，风速越稳定。但中小风机受到安装高度限制，且不能安装在远离用电者的地方。因此中小风机被安装在风的紊流区域，该区域风速风向无规则且不断变化，对中小风机破坏极大。再者，中小型风力发电机提供的能源较为有限，考虑到成本的因素，暂不能采用优良的材料和先进的技术[8]。中小型风力发电机多被用于风光互补路灯，如应用于道路、景观照明，通讯基站，学校科普，交通监控，大型广告、家庭供电等生活方面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但在使用过程中也暴露了一些缺点，比如故障率高、维修不及时、噪音大、灯光亮度低、人为损坏程度严重多发等多方面问题[9]。
3风力发电机的未来发展方向
从风电机自身的未来发展方向来看，风力发电机的趋势是向效率更高，性能更加稳定，在更加极端的环境条件下利用风能。从风叶轮的角度，大型风力发电机的叶片将向增长长度、增大尺寸的方向发展 [10]，目的是未来尽可能地利用风能，提高效率。另外，新型混合式风力发电机增速机和风筝式风力发电机，随着新概念的日益成熟、研究的日益加深以及垂直轴风力发电机更加广泛的使用而具有广阔的方向前景。
风力发电机在我国发展前景广阔，风电并网率增高已成必然趋势。我国提出目标在2030年，非化石能源占一次能源比重的20%，发展风电是实现该目标的重要方法。未来风电产业智能化将成为大趋势。风力发电机组的开发、设计、管理、维护都可以运用大数据等技术发展完善。“互联网+”等新商业模式将利于风电技术革新，完善服务平台。
从风能利用领域方面来说，应用将会更加广泛，如有研究提出结合风能发电设备和电渗析净水装置。打算研发出一种利用风能来供电的电渗析装置，此外为了改善在处理污水过程中造成的的大量能源利用率不高的问题，还打算采用贮存水的方式来解决储电方式的不足的问题。由于电渗析装置应用非常多，即和人们的生产生活关系紧密，是不可缺少的，但缺点是使用时必须用大量的电能才可以工作，所以在风电技术的发展的基础上，考虑使风能与电渗析装置结合起来即利用一种可再生的风能来制取另一种不可能再生淡水或净水是是未来的一个必然的发展方向[11]。
4结语
本文从风力发电机类型方面进行综述，分析了风力发电机应用情况和存在的问题，结合探讨了风力发电机的发展方向，相信随着风力发电技术的发展、风力发电的新型技术将会突破难关[10]，实现风力发电的高效率和高质量的发展，使风力发电有更广泛高效的应用。
参考文献：
[1]肖斯瑶.浅谈风力发电机的应用与发展[J].科技展望, 2016,26(28):115.
[2]张向红,王学忠.浅谈风力发电[J].内蒙古科技与经济, 2011(20):46-47.
[3]李军军，吴政球，谭勋琼，等．风力发电及其技术发展综述[J].电力建设，2011，32( 8):64-72．
[4]姚金楠.可再生能源替代作用凸显.［EB/OL］.http://www.mtin-china.net/news/detail.asp?id=1194, 2019-02-11.
[5]程明,张运乾,张建忠.风力发电机发展现状及研究进展[J].电力科学与技术学报, 2009, 24(3).
[6]海上风电与储能系统的鲁棒最优控制[D].河北大学, 2016.
[7]中国新能源产业发展与安全报告(2011～2012)[M]// 中国新能源产业发展与安全报告:2011-2012. 2012.
[8]佚名.中国中小型风力发电机的应用发展.［EB/OL］.https://wk.baidu.com/view/e28b05244b73f242326c5f07?pcf=2&edu_search=true,2013-05-08.
[9]杜尚斌.中小型风力发电及风光互补新能源产业发展历程[J].电源技术应用, 2009(3):52-53.
[10]姜海蓉,王研艳,杨明.风力发电机设计与研究综述[J]. 江苏科技信息,2017(17):44-48.
[11]周惠芳,曾灿.风力发电与电渗析净水装置的结合方式研究[J]. 节能, 2017, 36(2):56-59.
注明"安徽师范大学大学生创业创业训练计划项目资助"
作者简介：赵秋宁（1998-08），女，汉族，籍贯：安徽滁州，当前职务：大学生，当前职称：无，学历：大学本科，研究方向：光电信息科学与工程研究方向
论文作者:赵秋宁,李瑞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/24
标签：风力发电机论文; 风电论文; 风能论文; 能源论文; 电渗析论文; 电网论文; 风力发电论文; 《电力设备》2018年第35期论文;