摘要：依据当前我国的风电机技术的现状和布景，论述风电机组进展的特征和设施建造技术情况，推荐几款经典风电模型进行对比，挑出其优劣势论述其发展趋势，供风电组技术发展为参考。
关键词：风力发电；风电机组技术；高空风电；风电机组模型
引言
现如今资源，能源的日益贫乏，具有代表价值的石油资源在很早就成为了各国关注的焦点。秉持着可持续发展的理念，实行着绿色发展的措施，风能的可再生特性成为现如今发展的趋势。风能成为21世纪新的绿色能源之一，是新的代替能源，并且能够保护环境，最大程度降低伤害。尽人皆知，风能虽然是有利于绿色发展，但是其稳定性不强，能量密度低的劣势，保障利用率和安全系数，提高风力发电的质量是研究的重中之重。早在1996年国家就已经挖掘出风能的长远利益，为此实施了“乘风计划”。大力的进行风力发电场的建造，促使国家充分利用风能，为风力发电机的未来助了一把力。尤其是在偏远地区的中小型风力发电场为百姓生活带来了巨大的便利。到了2010年末时，国家风电机的使用容量到了4473万千瓦，已然超越了美国，位跃居首位。
一、风力发电机
首先风力发电的工作原理是把风能转换成机械能从而再从机械能转换成为电能的一个流程。根据风力来转动叶片开展任务，利用增速结构装置进行提速之后启动发电机运转，以此所产生的电能利用升压器传输入电网内。而风力发电机的构件主要是由风力机，把控器，转轴，换流器[1]。发电机五部分组成。其中风速的大小和速度可以成为风电机体系的输入记号。风机把控器又可以称之为控制系统，它可以成为参考值进而开展输出桨距角，锁定追踪等序列的作业操控。输出功率流经换流器输送到变压器内，最后合并入电网内。
其次风力发电机模型繁多，不过依据叶轮在风流中的方位可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两大类[2]。第一水平轴风力发电机拥有着风轮扫过的区域范围大，风能效能好，风力发电机的构架稳定等优势集于一身成为当下的发展趋势。因此本文的具体展开内容都是以水平轴风力发电机为核心。
二、典型发电机系统
（一）固定速度聚笼型异步发电机系统
固定速度的聚笼类型的异步发电机系统主要由风力机、齿轮箱、笼型发电机、驱动设备、电容器以及变压器六部分构建而成。此发电机模型在正常作业过程中，风机以一定的速度均匀运转，而发电机的转动速率是依据发电机极数以及齿轮箱所确定的。若系统内置有双速电动机，则能够依据不同的速率进行运转。其为了防止发生故障，会在中间设立软驱动装配以此来应对系统的开启和停止产生的电流。因此此发电机运行模式是被运用最为普遍的。而此发电机模型最为常见的控制手段有定桨距控制和失速控制两种。其优势在于构建体系较为简单，把控更为精准，成本低，其劣势在于输出功率有较大的起伏以及叶片和轮毂刚性联合时会因为速度起伏较大造成较大的机械冲撞。
（二）变速恒定频次双馈发电机体系
此类发电机是隶属于变速机内，其变速恒定频次双馈发电机体系主要包含着风力机，感应机，齿轮箱，PWM变频器，直流侧电容器四种。其体系纳入转子交流励磁变流器来把控转子的电流，而转子的电流频次是依据转子的变化而发生转变。其体系的优势在于五个方面：第一它可以保持一定的连贯性进行不定速的运转，以此提高风能的利用率。第二是变流器成本低。第三是电能的品质优，功率指标高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第四是整合网任务较为简单，没有冲撞电流。第五是降桨距把控能够符合一定的标准。而其劣势在于双向变流器构架以及把控不易，电刷和滑环之间有着消耗。
（三）变速同步发电机体系
变速同步发电机体系是隶属于变速发电机模型中。其体系主要有风力机、同步发电机、齿轮箱、全功率变频器、直流侧电容六部分组成。此发电机体系的输出功率能够利用全功率变频器传输到电网内，会和电网发生隔离，因此只要不干扰电网频次的基础下能够在两个不同频次下运转。它的优势表现在三个方面：首先变速同步发电机体系出现故障时能够利用无功支撑，提升电网动特性。其次选取变桨距把控，提升风能的效能。最后能够向边远区域无电网络进行输电作业。
三、聚能型风机趋势
聚能型风机的工作原理是根据在风机叶轮的前部装置集风设备，借助此设备来达到加快风力，风向整体转换的作用。加快速度能够使得风力发电机的功率得到很好的提升。与此同时能在一定程度上降低从高到低风机塔架的距离以及改变构架完整的体系，大幅度提升了聚能型风机的稳固性。由于创新的整体结构和独有的性能使得它越来越受到关注和应用，并且国家也投入了大量的时间进行研究，其研究水准也处于领先水平，聚能型风机会是未来发展趋势之一。
四、风力供电的发展方向
以国家层面的视角出发，风机归属于鼓励出口的产品。当出口退税，国家财政进行补贴以及出口信贷层面都应该有对应的政策支撑。风力供电企业也需要跨出传统圈子，直面全球化的挑战，勇于与国际接轨。当我们响应“一带一路”的建议，就应该瞄准目标，抓住机遇，确立风力供电的战略。
首先要积极回应国家走出去的战略方针，利用金融支持将权利归为自己。国家风力发电中涌现出一批高效率的产品，不可否认的是国内风力发电技术的革新带动质量的提升。当很多国外客户洽谈其项目，签订订单都会附加投资，担保等一系列的额外条件，这在某一方面来讲成为国内企业的一大负担。但是放眼于走出去战略而言，国家许多金融机构，电力企业，国家电网，电网公司等都会在融资层面给予支撑。因此风力发电企业应该借助政府出台相关政策，主动探索国外市场。
其次是由于局部地区电源相对应用电负荷严重过剩，即使在电网负荷高峰期时段，风电仍无法全部消纳，例如内蒙古西部地区火电机组过剩，发电装机严重富裕。因此应该继续实行风电核准计划，优化风电开发布局，把握合理的节奏。对于风电场年等效利用小时数低于一定值或者限电比例高于一定值的省区，严格项目审核管理。在并网管理层面，应当采取风电项目排队入网的方式，优先保证早期投产的风电场，国家特许权项目和国家批复示范项目并网。在市场竞争层面而言，应该营造公平公正的市场竞争氛围，力求风电开发企业自主选择相适合的风电设备。利用必要的手段解决地方政府短期内减税的问题，应当根据风电场实际发电量，调整国家税收政策，给予地方政府合适的补贴。
结束语
本文所介绍的三种风电机体系已经足够代表其发展方向。固定速度聚笼型异步发电机系统有着稳固的可靠性以及较低的成本代价，而变速恒定频次双馈发电机体系拥有较高性价比，变速同步发电机体系远距离传输为人们带来更大的利益。不论是哪一种都有其优势和劣势，而这三种会是将来风电领域上的聚焦品。
参考文献
[1]丁显,徐进,滕伟,etal.风电机组状态检测技术研究现状及发展趋势.可再生能源,2017(10).
[2]许国东,叶杭冶,解鸿斌.风电机组技术现状及发展方向.中国工程科学,2018,20(03):52-58.
论文作者:冷伟峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/9
标签：发电机论文; 风电论文; 风能论文; 风力论文; 体系论文; 电网论文; 齿轮箱论文; 《电力设备》2019年第15期论文;