摘要：随着我国市场经济不断发展，当今社会生产对电能的需求量越来越高。传统的煤炭矿产资源不仅数量在逐年减少，同时也会造成环境污染。开发可再生的清洁能源是缓解传统能源弊端的重要措施，更是实现可持续发展的重要举措。现如今，国内外风能为代表的新能源开发技术层出不穷，为实现我国能源转型奠定了基础。基于此，本文重点探究风力发电设备的开发与战略途径，旨在推动新能源技术发展。
关键词：风力发电设备；开发；战略途径；方法
引言
当今我国自然环境较为恶劣，特别是近些年雾霾、酸雨、南方雪灾等问题频发，这都是人类能源开发、利用不当造成的结果。寻求不竭的动力是能源领域不断追求的目标，寻找新能源是当今各国重点关注的问题。当今人类所开发的新能源也有很多种，包括太阳能、潮汐能、风能等可再生能源，这些清洁能源为人类发展提供了光明的前景，从而实现可持续发展道路，这也是人类未来发展的必然渠道。
1、风能发电机及其优势
1.1风机设备结构与运行机理
风机是一种基本的风能转换装备，按主轴装置形式可以大致划分为两种，即垂直轴风力机、水平轴风力机，当今我国应用最为广泛的大型风机是水平轴风力发电机，可以划分为定桨距失速调节型、变桨距调节型两类，其中，定桨距失速调节型结构简单、可靠性高、维护简单，但是刹车时的结构受力大，机械刹盘庞大，机仓、塔架质量高，运输和吊运难度大；变桨距调节型接受受力小、主机与搭架质量轻盈，吊装与运输难度低，高风速时可以全效率运行，但是由于变桨距液压系统结构复杂，故障率高，对运行环境和管理人员要求较高。
对水平轴风力机来说，在风流经过了叶片表面时，由于流径上下表面速度不同会产生压差，从而出现气动力，这种气动力就会带动叶片转动，风力发电机就是利用叶片转动并经过调速装置增速，在稳定之后驱动发电机运行工作，最终达到发电的目的。
风力发电机主要包括空气动力、液压传动、电机制造、计算机自动控制系统为一体的综合技术，其主要子系统包括：桨叶、发电机、增速齿轮箱、塔架、控制设备、电缆、地面支撑设备等组成。风机整体设计中，叶片材料与加工、自动化系统、液压与传感器等都是风机开发的关键环节，更是当今我国风机生产中的重点和难点。
1.2风机的应用优势
风能作为一种可再生能源，取之不尽用之不竭，也不会对环境造成任何污染；第二，当今风机技术愈加成熟，风机容量不断增加，产品质量越来越好，可用率通常在96%以上，已经成为了一种非常可靠、安全的设备，具有大规模开发的条件。在国际当中已经出现了几十万kW的大型风电场以及个别兆瓦级风电机组；第三，风力发电经济效益高。随着风电技术不断发展，风电成本也从上个实际80年代的0.32美元，降低至当今的0.04美元，与煤电相接近、比油电与核电低，如果计算煤电中的环境保护和交通运输等，风电经济性要更高；第四，风电场建设周期短的。但风电机组施工往往在几个星期即可完成，并且可以多个风机同时安装，而风电场包括土建、安装、投产整个过程只需要半年到一年的时间，煤电、核电、水电建设时期通常为三年到十年；第五，风力发电占地少。塔架与监控系统等变电建筑占地面积仅为电厂的1%，剩余的土地资源可以用于农、林、牧产业发展，提高了土地利用率。
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2、风力发电设备开发与发展战略
2.1单机容量朝向大型化方向发展
为了能够有效降低单位千瓦造价和发电成本，世界各国都在研制大功率风并针对性的开展一些技术攻关与中间试验。在1995年之间，就已经出现了25台兆瓦级机组，当今世界当中兆瓦级的风机设备已经具备了很高的商业价值单机容量也可以达到1500kW以上。
2.2风电机组由恒定运行向变速运行方向发展
由于变速运行风力发电机组具有发电量大、对风电厂风速变化的适应性、具有较高的尖速比，所以可以将桨叶做的更加轻薄，降低在实际应用中的成本、噪音，并且可以提高风轮运转效率，也可以精准的控制功率。当今风力发电机组的发展方向主要是朝向高性能、简约化、低成本的方向发展。但是我国如今缺乏控制系统设计，在风速较大的范围内运行避免出现共振和引起塔架共振成本的经济性问题。市场上常见的中等容量变速风电机产品，德国Enercon公司是生产变速风机最多的公司，再者，瑞典、荷兰、加拿大也在研究“交-直-交”变速风机组，当今市场中采用作为广泛的是双速风电机，不仅具备变速风电机的一些优点，同时也没有电力变换设备的复杂性和成本高的问题，所以得到很多企业的喜爱。
2.3定桨距向变桨距发展
变桨距风力发电设备可以自动全顺桨的形式来减少叶轮所承受的风压，具备结构轻巧的变速性能，并且在运输、起吊过程中难度更低。所以变桨距是当今大容量风电机的主流发展方向，从当今国内外大型兆瓦级风电机结构形式来看，只有极少出应用了定桨距，绝大多数都采用了变桨距。
2.4柔性结构
采用柔性叶片与柔性搭架，可以降低材料消耗和最大限度的上缓冲振动、减少动荷载。如美国研制出Mod-2型柔性搭架，相比Mod-1刚性搭架来说，Mod-2风轮直径要比Mod-1大30m，但是搭架重量降低了30t，所以采用柔性结构的搭架和叶片也可大大提高风机的性能，并且可以降低生产成本。
2.5提高风力发电的经济性
通过不断对风力发电设备进行创新和改造，例如采用大型化、变速、柔性结构形式，可以不断降低风电机组生产成本，并提高风力发电效率，这样即可让风力发电成本大大降低。当今风力发电成本与火力发电成本相近，但是融入新技术可以让风力发电成本低于火力发电成本，这样风电产品在价格上更具优势。如美国期望到2020年，将风电电价控制在0.01美元以内。虽然我国风电价格与发达国家相比较高，但是也是呈现出波动下降的趋势。
结束语
能源作为推动国民经济发展的基础能源，由于风能具有循环性、环保性、成本低等特点，已经成为了新能源中的佼佼者。这就需要进一步加强风力发电设备的开发工作，制定风机开发战略，从而提高风机性能，增加风电产品的使用范围。
参考文献
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论文作者:戴国华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/16
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