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摘要：随着我国经济和科技的不断进步，各行业对电力需求不断增加，而在各种新能源中，风力发电作为可持续、绿色环保的发电方式，正逐步成为传统能源发电的替代之一。本文对风力发电系统技术的发展进行了分析，并阐述了风力发电技术的发展趋势。
关键词：风力发电；技术；发展；
引言
国是能源消费大国，能源消费总量位居世界第二。人均资源量少、资源消耗量大、资源利用效率低下、能源结构不合理、以及能源供需矛盾突出，成为我国能源行业最基本的现状。我国风能资源丰富，开发前景巨大。我国东北、华北、西北（三北）和东南沿海及附近岛屿地区，拥有着丰富的风能资源。目前，我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的国家。
1风力发电技术发展现状
风力发电是目前最成熟、发展最快、最具开发前景和商业化发展前景的新兴发电方式。我国风电发展始于上世纪80年代，起步较晚。在国家政策措施的推动下，近年来我国风电产业步入从粗放式的数量扩张，向质量型、效益型转变，稳定持续增长的新阶段。2006-2009年连续4年并网风电新增装机容量实现翻倍增长。2010年我国新增风电机组12904台，装机18927.99MW，2011年全年风力发电再增装机达1763.09万kW，累计装机容量达到6236.42万kW，比同期火电、水电、核电增速高出30%～50%，居世界第一位。2013年全国新增风电并网容量14490MW，累计并网容量77160MW，成为新能源中排名第一的能源，也是仅次于火电、水电的第三大电源[3]。2015年我国风电装机量再创新高，全国累计安装风电机组92981台，累计装机容量145362MW，同比增长26.8%，较10年风电装机量增长47倍[3]。截至2016年10月，我国风电并网容量为14122万kW，同比增长27.67%。2016年国家能源局《可再生能源“十三五”发展规划》提出，到2020年非化石能源占能源消费总量比例达到15%，2030年达到20%，规划了“十三五”风电的发展目标，到2020年底风电累计并网装机容量达到2.5亿kW。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着风电技术的进一步成熟，相信风电必将由补充能源发展为替代能源，并最终成为主流能源。
2风力发电技术的发展趋势
2.1变速恒频风力发电技术
这项技术是饮食了电子技术、信息处理技术、矢量转换技术等的多学科技术，能够对风力发电机实现风速捕捉、调节发动机转速从而实现发电机变频运行。变速恒频技术在风力发电机中的运用，使发电机实现了对不同风速进行自动调整为恒定转速，使风力机的低转速转化为高转速，从而获得电力的稳定输出。这就使得风机的适应性极大增强，运行效率大大提升。
2.2风电的储能技术
弃风带来的是风电高成本，对新能源的发展极为不利。解决弃风的关键是风电消纳。风电消纳包括就地消纳和风电外送两种途径。就地消纳方面，三北地区经济欠发达，风电消纳能力有限。风电外送除了超高压电网的建设外，储能技术是关键。近年来，储能技术的快速发展为解决大规模新能源并网问题提供了契机。储能技术能够使间歇性、波动性很强的风电变得可调可控，有利于新能源并网和利用。电池储能系统，目前主要有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池、钠硫电池、液流电池和金属空气电池等，其中铅酸电池和镍镉电池因为污染问题，逐渐被市场所遗弃。①锂电池，锂离子电池是一种高能源效率、高能量密度、自放电小、安全可靠的储能电池，综合效率约为85%，可以串联或并联来获得高电压或高容量。不足的是成本相对较高、储能容量较小，对于配合大规模新能源应用，其容量集成的技术有待进一步提高。②钠硫电池，钠硫电池是一种能密度高、充放电效率高、体积小、运行成本低、维护方便的储能设备，其工作效率约为70%。钠硫电池能量密度是铅酸电池的3倍，空间需求仅是其1/3，适用于城市变电站和特殊负荷。不足是放电深度和循环寿命有待进一步改善。③液流电池，液流电池是一种高功率输出、快响应、能量转换率高、易于维护、安全稳定等优点的高性能电池，其深度放电达100%，额定功率和容量相互独立，且配置灵活，适用于新能源发电的储能系统、应急电源和不间断电源系统，是目前大规模并网发电储能和调节的首选技术之一，但是能量密度低、高成本是液流电池的不足。④铅酸电池，铅酸电池是一种储能容量大、技术成熟、成本低、维护简单的酸性蓄电池，但比能低、自放电率高、循环寿命短、重金属污染制约其使用。⑤金属空气电池，金属空气电池是一种成本低、绿色环保、原材料可回收利用、比能高的绿色环保电池，其中铝空气电池的比能约为铅酸电池的8-10倍，不足是充放电速度缓慢，可以作为备用电源使用。
2.3高空风能发电
国风力发电科技正在逐步实现从量到质的转变，完善和发展风力发电科技的实力，实现从风电大国向风电强国的转变。根据我国《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中指出到2020年，全国累计并网风电装机2亿kW以上，年发电量超过3800亿kWh。风电装备具备国际竞争力，技术创新能力达到国际先进水平。迄今，国内外的风电产业基本上是基于低空（300m以下）风力发电技术而形成的，因此，国内外风电市场目前的竞争格局基本上是也是依据于低空风力发电技术而形成。高空风能发电，具有发电输出稳定、时间长（发电时间6000h/a以上高于常规风电约为2倍以上）、成本低、功率大（单机组功率可达50MW）、占地面积小（不到同等规模常规风电的1/2）、对环境生态无影响、电站选址受限少（在空域许可的条件下各地均可建发电站，可选在主干电网附近或大城市周边、现有风电场附近）等诸多优点，是新能源发展道路上具有远大前景的重要领域，能有效解决日益严重的能源短缺和空气污染问题。据测算，我国大力推进高空风力发电技术，以到2030年规划推广应用1000套（100MW/套）该高空风能发电技术测算，可实现能年发电量6000亿kWh，年节约燃煤消耗总量2亿t原煤，减少CO2排放量约5亿t，可实现产值约8000亿元；快速推动我国可再生能源产业发展和我国节能减排工作目标。
结语
风能是目前新能源发展最快的能源之一，风能发电改善了我国电能供应的紧张状况，同时实现了生态保护和可持续发展的战略要求。我国风能资源丰富地区，但远离负荷中心，弃风限电制约了风电的发展。随着储能技术的不断改进和新技术的研发，相信不久的将来制约我国风电发展的瓶颈问题将得以彻底改善，风电这一生态、环保新兴能源得以更好地造福于人类。
参考文献:
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[2]陈雯.我国风力发电的现状与展望[J].应用能源技术,2016(8):49-51.[3]杨书平.风电发展现状分析[J].大连民族学院学报，2015，3（01）.
论文作者:刘昌盛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/23
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