现代风力发电技术浅析论文_张玉芝, 王敏, 孟飞燕

现代风力发电技术浅析论文_张玉芝, 王敏, 孟飞燕

摘要:随着各领域的发展越来越好,对能源的消耗不断增大,促进风力发电的规模不断扩大。由于风力发电具有成本较低、发展前景广泛、应用方便、可再生性好等优点,逐渐受到了各国专家学者的注意。近年来,我国风力发电技术发展较快,在各方面取得了重要科研成果,并成功投入应用。风力发电技术的应用对于环境污染的改善,化石燃料的节约都具有深远意义。

关键词:现代;风力发电技术

引言

由于全球经济的逐步发展与复苏,全球变暖的问题也更加明显。目前,燃烧具有污染性的能源与使用不可再生资源是造成全球变暖的主要因素,所以,世界各国都在加大对可再生能源与清洁能源的研究。风能是一种便利的清洁能源,其在目前的发展中已经获得了较大的成果。

1风力发电储存技术

风力发电储存技术能有效缓解风力不稳定性以及负荷峰谷比问题,对于削峰填谷具有很大的作用,同时也减少了能量转换过程中的损耗。(1)新型电池储能技术。电池储能技术是最简单的电能储存方法,主要应用于单独运行的中小型风力发电机的电能储存,以便根据风况以及负荷的变化进行电能补偿。现在采用的电池主要有铅酸电池、钒电池、镍镉电池、钠硫电池、锂电池等。(2)水利蓄能技术。水利储能技术需要以丰富的水资源为前提,在风能过量时,利用风能带动水泵将水位提高,将电能转化为势能。在风能不足时,将高水位的水进行泄放,带动水力涡轮发电机发电,从而将势能转化为电能。(3)压缩空气蓄能技术。压缩空气蓄能技术是主要应用于干旱地区的风力发电储能技术。在风能过量时,利用风能带动压缩机,将空气压缩储存到金属器具内或者矿洞内,在风力不足或者负荷较大时,利用压缩空气带动涡轮机发电。(4)飞轮蓄能技术。飞轮储能技术容量小、储存时间短,适用于大容量的发电机。通过在发电机与风力机之间加装飞轮,利用飞轮转动的惯性储存能量。在风速较高时,风能转化为飞轮动能进行储存,在风速不足时,飞轮的惯性带动发电机转动,将动能转化为电能。

2互补发电系统

互补发电系统是指2种或多种能源组合起来的复合式发电系统。作用是在风力较弱的时候与其他形式的发电系统组合起来,使得电能输出稳定,常见的互补发电系统主要由以下几种:(1)风光互补发电系统。风力资源易受地形地势的影响,且与地域位置有关。我国的地域分布及季风气候决定我国冬季风能丰富而太阳能不足,夏季太阳能丰富而风能不足。因此,可以将二者进行很好结合,利用风光互补的发电结构解决风能发电和太阳能发电的随机性,实现电能输出的稳定。该系统尤其适用于风能和太阳能都较为丰富的地方,如:海岛、沙漠、草原、山区等。该系统还适用于小区和环境工程,如:路灯、观景灯、广告牌等。(2)风水互补发电系统。风水互补发电系统就是将风能发电系统与水能发电相结合的发电系统,当风能发电出现波动时,水电站可以迅速调节输出补偿风能发电。另外,在我国部分地域风能和水能在分布上具有时间互补性,例如我国的新疆、内蒙古、青海等地区,夏秋季风速弱,风力发电输出能力弱,但是这2个季节雨水量较大,水力发电可以补偿部分负荷。春冬季节,雨水量较低,水力发电输出能力较弱,但这2个季节风能较强,风力发电输出较大,能够对水力发电进行稳定性补偿。(3)风气互补发电系统。风气互补发电系统是指风力发电与燃气发电相互补偿。利用具有快速启停和快速调节负荷特点的燃气发电机补偿风力发电机输出的波动,使得整个发电系统的输出能力在一段时间内保持稳定。目前,风气互补发电系统在新疆地区已经得到了应用。(4)风柴互补发电系统。风柴互补发电系统是利用柴油发电系统对风力发电系统进行补偿的发电系统,该系统主要应用于孤岛等较为偏僻地域的供电。(5)风能和生物能互补发电系统。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆风能和生物能互补的发电系统是利用生物能发电对风力发电进行补偿的发电系统。生物能与其他可再生资源相比可以以燃料的形式储存起来,可以根据负荷的变化人为的改变发电输出量。该系统具有输出稳定、温室气体排放量小等优点,因此该系统具有良好的发展前景。对于互补发电系统不仅限于2种能源相互组合,还可以多种以上的能源相互组合,如:风能、太阳能和生物能互补发电系统,风能、水能和生物能发电互补系统等。

3风力发电技术的发展趋势

3.1海上大风机发电

风力发电机技术的重点在于离岸安装。海上的风能资源丰富,风速较大,适合大功率风机的安装。挑选在较浅水域中安装风力发电机,离岸风力发电机能够产生较大的能量,超过岸上发电的一倍。如果要较好地解决风电场和电阀之间的连接问题,就需要通过热量流通空气调节输电系统,此举可以较好地把电量输送到负载中心。高压直流输电接入电网技术拥有以下几个优势:一是电缆上基本不会出现功率损耗的问题;二是离岸安装风力发电机与陆地之间的扰动互补影响;三是接收端与发电端的频率相互独立;四是系统功率流量是能够掌控的,也十分稳定;五是每根电缆运输的电量较多;六是电流通过电缆时对直流输电的距离不会造成影响。

3.2深远海域智慧化运维风场

深远海域风电机组运行环境十分特别,缺乏运维经验、运维成本高、机组潜在故障率高,需要综合风电场气候环境,从船舶调度、人员调度、备件管理、设备状态监控等多个方面进行综合分析,以精益化思想为指导,展开智能化与集中化的运维管理。深远海域智慧化风场主要在于以下两个方面:(1)智慧化、集中化风电场设备监控:深远海域风电场监控使用集中、远程监控的方法,通过智能化的监控方式,科学地利用大数据的优势,在集控总部安排很少的值班工作者,利用集控部门指令管理风电场,降低由于人员安排不科学与决策失误产生的费用与运维时间的浪费。(2)透明式、在线式备件、设备、运维人员管控海上风电场的机组潜在问题较多,规模较大,备件、设备以及运维工作者的信息透明度影响了整个机组运维的相应效率。在风电场的运维管理中设备数据十分重要。利用信息化技术以及大数据的思维方法,能够对设备的维护、巡检等信息展开透明、更新管控,并和其他信息展开共享,展开风电机组全生命周期的管理。备件管理会对风电机组的可利用率以及运维时间产生直接的影响。科学的备件储备能够防止由于备件缺失而产生的风电机组发电量损失。通过智能化运维平台,进行备件信息的透明化、在线化传输,按照备件现实损耗状况决定备件存储数量,进行统一化的管理。除此之外,备件储备还和备件的管理费用、仓库使用情况、自身费用等密切相关。集中仓储式的备件管理能够降低备件在管理、储备上的费用。鉴于此,深远海域风电场智慧运维风场的特殊性要求运维工作者拥有更高的专业水平,能够根据现实的运维工作进行科学的调度,增强运维效率。同时,还能够利用专业的技术平台,进行线上线下的沟通互动,并进行远程指导,逐步增强工作者的专业能力。

结语

综上所述,风力发电是我国电力行业全力发展的新兴行业,因此风力发电技术也逐步受到了人们的关注。因此,只有加强对相关技术人员的培训,强化对国内外先进安全及生产技术的研究,才能够更好地促进风电行业的商业化与产业化发展。

参考文献

[1]任丽娜,焦晓红,邵立平.风力发电机速度跟踪自适应控制研究[J].太阳能学报,2018,30(10):1234-1239.

[2]郑雪梅,李琳,徐殿国.双馈风力发电系统低压过渡的高阶滑膜控制仿真研究[J].中国电机工程学报,2019,32(27):178-183.

论文作者:张玉芝, 王敏, 孟飞燕

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 19期

论文发表时间:2020/3/16

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