摘要:能源产业支撑着社会经济不断向前发展,随着能源消耗的日益增长、社会环保的不断提升,可再生新能源的开发和利用受到了世界各国的普遍重视。风能具有清洁、安全、可再生的特点,是重要的可再生新能源之一。风力发电作为能源利用的重要手段,是对传统能源发电的重要补充,可以有效缓解电力行业对煤炭、石油等传统能源的依赖,实现电力行业的能源结构多样化。
关键词:风力发电前景发展方向
近年来,由于全球变暖和各类能源短缺的影响,新能源的开发越来越迫在眉睫,而风力发电,是把风能转化为电能,产生的电能也很巨大,既是清洁能源又是可再生能源,无公害又环保,也是当代社会可再生能源中技术相对成熟效率也比较高的一种,为了减少其他能源的耗损,风能是最好的替代品,也符合国家对于能源改革的方向,可谓是取之不尽,用之不竭的能源,因此,世界越来越多的国家开始开发风力发电,也越来越重视风力发电,可谓发展前景非常广阔。
1风力发电技术应用越来越广泛的背景
1.1风力发电产生的必然性
由于社会的迅猛发展,全球生态环境也随之越来越恶化,各种化石能源的慢慢减少,新能源应运而生,对于新能源的研究和利用,已经成为全球普遍重视的问题,而风力发电,也是新能源技术中最具规模和成熟的一种发电方式,在促进社会经济可持续发展中,有着重要的意义,它既能改善生态环境,又能优化能源结构,对于人类的发展起着重要的作用。而我国,正面临着严峻的环境和能源问题,随着经济的飞速发展,能源需求越来越大,工业化和现代化的发展都要依赖风力发电,加之严重的环境污染和能源短缺,许多工业都要随之一点一点被迫屈服。
1.2国际社会中的风力发电
随着国际中各个国家的经济发展,对于能源的需求越来越多,但是一级资源却越来越匮乏,社会发展不能就此不前,所以,对于风力发电技术的开发,变得尤为重要,也更能显示一个国家的实力和能力,近年来,风力发电在全球的应用越来越广泛,技术也越来越成熟,风力发电作为可持续性发展的能源,越来越被国际社会所重视和研究,各国都把风力发电作为国家经济发展的主力军,无论是沿海或者非沿海地区,风力发电都是可持续性发展战略的重要组成部分。
1.3我国经济发展中的风力发电
风力发电作为我国可持续发展战略中的重要组成部分,将被大力的开发和利用,在所有的可再生能源里,风力发电属于清洁能源,我国也非常重视风力发电在我国的应用,在技术方面,国家也非常的重视,我国自1989年开始建设大型风电场开始,就大力开发风能,这对于改善我国的能源结构和生态环境起着重要的作用,但是风力发电技术在我国依然处在研究的阶段,国家非常重视,并且大力扶持以及培养人才,中国风电商业化的发展也越来越迅猛的发展,政府也下发一些鼓励制度,由此可以看出,风力发电技术的重要性。
2风力发电存在的问题
2.1单机容量小,土地资源花费高
风力发电的主要部分是风力发电机,而风力发电的效率和风力发电机的关系很大。但是当前风力发电机的单机容量较小,发电量较低。随着人们生活水平的提升,用电需求也在提高,为了满足增长的用电需求,风电的装机容量会逐年增加,在风力发电场中安装大量的发电机。这样的方式会造成大量的土地资源使用,甚至会导致土地资源的浪费。
2.2陆地风力发电站过于集中
社会用电量的增加为电力行业带来了很大的负担,很多风力发电场也在这种情况下建设并投入使用。大量的风力发电场都集中在城市的周边,随着城市化的提升,城市的面积也会提高,建筑会逐渐接近风力发电厂,影响风的路线,并影响到风力发电场的发电效果。同时,风力发电厂需要扩大面积提高自身的发电量,城市也会制约到风力发电厂的发展前景。
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2.3发电技术缺乏经济性
风力发电主要是为了让电力的生产更加节能和清洁,但技术在使用过程中,存在经济性不足的问题,导致风力发电的成本增加,影响到风力发电的发展。这种问题对风力发电本身的可持续发展是十分不利的。
3我国风力发电针对性方向
风力发电作为清洁能源的一种,越来越受到国家重视,但是如何提高风能转化效率,增加风电企业盈利,促进风电产业发展,依然是我国风力发电需要解决的问题。
3.1通过天气预测、时间序列法等手段,进行风力发电输出功率的合理预测,增大风能发电的可靠性,也可以配合用电负荷预测,合理规范发电量,做到削峰填谷,节约能源。增加风能预测的方法有:基于大数据,利用气象信息历史数据对风能进行中长期预测;利用人工智能神经网络或者非线性模型对风能进行短期预测,都可以提高风能预测的准确性,将多种预测方法综合使用是风能预测的发展趋势;
3.2加强基于电力电子器件的整流器的研发。风能的不稳定性使得其直接发电产生的交流电电能质量不高,如果运用PWM整流器、直流同步发电系统交直交整流逆变系统进行并网就可以大大提高电能质量。另外可以利用低电压穿越技术,保证风电发电机在电压跌落时,可以不脱网继续运行625ms,只有当电压跌落超过20%时,风能发电机才会脱网运行,这样就可以电网发生故障时,为电网提供无功支撑,提高电网供电可靠性;
3.3针对风能企业资金回收周期长的现象,增加绿色补贴,改善产业中入不敷出的现实。增加风能产业投资,鼓励个体投资者合法权益,形成市场激励机制,从投资、研发、投产和回报形成产业链。另外,可以通过政策支持,增加风能发电产业的销售情况,与国家电网等大型企业合作,保证发电销售情况,提高投资回报率,从而形成良性循环的经济轨道;
3.4政府支持我国企业发展风电设备研发、实际采购电力设备时提供低息或者无息贷款。我国风电发展起步较晚,部分企业基础实力较弱,研发和资金回收周期较长,不利于风能企业发展。如果政策方面为我国企业自主研发提供经费,建立健全可再生能源发展政策,加大技术引进和技术开发,发展我国自主研发的风电设备,就可以降低进口设备费用,降低风能发电成本。
4风力发电行业发展展望
随着煤炭、石油、天然气等不可再生资源的日益短缺以及这些传统资源在使用过程中导致的环境污染问题日趋严重,可再生新能源的开发在能源产业中显得尤为重要。风力发电是目前可再生能源开发利用的重要方式之一,风力发电技术日趋成熟,未来发展前景十分广阔。首先,对于大型的陆上风力发电系统,未来的单机容量会不断增大,风机的高度也在不断上升,发电效率也会不断增加。其次,未来小型的风力发电行业预计会迅速发展。中小型风电场的建设成本低,相对于常规电力优势明显。目前需要克服的主要问题是无风期间不能供电,针对这个问题,可以在发电机组配备储能系统,同时风力发电组还可以和其他动力源联合使用,比较常见的联合方式有风力-柴油发电、风力-太阳能电池发电等。
结束语:风能是一种十分清洁的可再生能源,具有良好的经济效益和环境效益,较好地满足当前我国用电量增加的问题。我国具有大量的风能资源,使得风能在我国有十分广阔的发展前景,国家要继续推动风能产业的发展,保证市场公平,推动风能产业的技术研发,推动风能发电的全面发展。
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论文作者:王健
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
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