摘要：近年来可再生能源迅猛发展，风电作为可再生能源的重要组成部分，发展尤为迅速。本文从风力发电的利与弊、现状及问题、新技术应用等几个方面综述风电设备技术发展的现状及前景。
关键词：风电机组；发展现状；发展前景；
为了应对全球气候变暖问题及不断增加的能源需求，我国在能源使用方面逐渐增加可再生能源的比例，而风能的利用在可再生能源利用中相对比较成熟，因此近几年来，风能利用技术及风力发电技术的发展突飞猛进。
一、风力发电的利与弊
1.风力发电的优点。风能属于清洁能源，又是可再生能源，可取用不尽而又不对环境造成污染。在各类新能源开发中，风力发电技术相对成熟，具备大规模及商业开发的条件，风电开发的成本也在逐渐降低，逐步接近于火电。风力发电自身无排放无污染，可有效解决化石燃料发电产生的污染物和碳排放问题，为节能减排做出积极贡献。在全球能源危机和环境危机日益严重的背景下，风能作为洁净的能源，在我国的发展前景非常乐观。
2.风力发电的弊端。风力发电作为可再生能源，也存在一些弊端，首先，风力发电会产生气动噪音，并造成视觉上的污染，再者，风力发电要占用大面积的土地，对于地理位置还有一定的要求。第三、风力发电设备高度较高，在一定程度上会干扰到鸟类迁徙或飞翔。第四，风的波动性太大，导致风力发电的能量输出不稳定。第五，风电设备属大型设备，运输安装对道路和设备提出了很高的要求。
二、我国风力发电的发展现状及存在的问题
1.风力发电的发展现状。在我国能源结构中，风能是可再生能源中最重要的组成部分之一，因此，风力发电一直以来受到了社会各界的广泛关注。风能作为一种重要的清洁能源，提供电力的同时在环境保护方面也做出了巨大的贡献，这也是风力发电应用范围越来越广泛的重要原因之一。目前就我国的情况来看，国家在风力发电领域提供了政策以及技术支持，明确表示要加大风能的使用力度，使其成为发电过程中的重要补充能源。为促进风力发电规模的扩大，很多地区都已经有针对性地开展了硬件设施的建设工作，目的是为了更好地促进风力发电行业的进一步发展。我国现有的风力发电场以西北、东北地区为主，那里有良好的风资源，东南沿海地区则是海上风电场发展的主要地区，西南部山区的风电场也在近几年得到蓬勃发展。尽管目前我国对风力发电方面的支持力度很大，风电场在全国各地区都不同程度的得到大力发展，但不可避免的还是存在着一些问题。
2.我国风力发电领域存在的问题。就目前的情况来看，在我国风力发电领域存在的问题主要有以下方面：①风力发电场的选址以及资源评价方面存在一定的问题，在风力发电场建设过程中，发电场的选址非常关键，但是，由于前期调查工作的不当导致发电厂选址出现问题很是常见，一些重要的因素例如复杂的湍流、地形因素、运输条件以及自然环境保护等因素都没有在前期被仔细考虑。②风力发电的波动性也是重要的问题之一，这与风能本身是一种自然资源有很大的关系，风能自身的性质导致其在应用过程中并不能受到人为过多的控制，因此，受到自然环境的影响，风力发电输出的能量必然是波动的和不均匀的，如何更好的利用这些不均匀的能量，是相关工作人员必须要解决的问题之一。③风能、电网的规划与经济发展之间的协调工作不够完善也是阻碍风力发电长久发展的重要因素。就具体情况来看，内蒙古、新疆一带的风能是最充足、最稳定的，但是由于这些地区经济发展水平并不高，导致电网的规模比较小，风能资源并没有得到很好的应用，从而使风力发电发展步伐受到阻碍。
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三、风力发电新技术----高空风力发电技术
随着离地高度的增加，气流受地形的影响越来越小，流速也越来越大，因此高空风力发电技术是风力发电技术的一个重要发展方向，目前高空风力发电技术有两种技术路线。一种是利用氦气球等升力作用，将发电机升到半空中，在高空中利用丰富的风能转化为机械能，机械能转化为电能，之后将电力通过电缆传到地面电网。这一技术路线的典型代表为麻省理工学院Altaerosenergies的高空风电系统“空中浮动涡轮”。另一种技术路线是风筝式高空风力发电装置。这类发电装置的工作原理是：当筝面垂直于气流时，其拉力拖动绳索驱动地面上的卷扬机做功发电；当筝面平行于气流时，拉力最小，卷扬机倒转拉回风筝；由此，风筝反复做功发电。通过绞车滚筒连接一对风筝串联工作，当其中一只风筝上升到450 m的高度时，会拉动绞车滚筒上的绳索，使连接的另一只风筝相应下坠；然后2只风筝以数字“8”的运动轨迹上下浮动，如此反复，带动发电机连续发电。相较于传统高塔式的风力发电机，风筝式发电机能够到达风资源持久且强劲的高空中，发电效率更高；此外，风筝式发电机也不需要叶片、涡轮机或其他机械设备，建设成本低廉，且噪音污染小。在国外，该领域的关键技术已取得突破。世界上首个规模化的风筝发电站是位于意大利的KiteGen Stem发电站，该电站于2016年4月投入运营，装机容量为3MW，由意大利KiteGen公司负责建造。而英国建造了全球第二个规模化的风筝发电站，选址位于苏格兰的斯特兰拉尔郡附近，装机容量为500kW，于2018年3月投入运营。国内在风筝式高空风力发电装置方面尚处于起步阶段，需解决高强度风筝设计制造技术、风筝筝面材料技术与地空缆索驱动技术，以及双向驱动发电机技术和装置控制技术等。预计到2025年，我国风电设备企业可开发出2MW级风筝式高空风力发电装置。
高空风力发电的两种技术路线都存在其自身缺陷：（1）发电机在空中的“气球路线”，由于发电机及输电电缆的重量会随着容量的增加而增加，其升空高度受到限制，所以如何降低发电设备重量是该路线目前需要解决的问题。（2）对于发电机位于地面的“风筝路线”，由于风筝的升空高度高、系统的建造难度低，该路线已经成为目前的主流技术路线。但是，其空中发电系统稳定性是这一技术路线所面临的最大问题，如何通过技术手段控制“风筝”在空中的运行轨迹，提高系统发电效率，保证系统持续运行是未来需要研究的主要问题。
四、风力发电的前景
我国市场经济的发展水平越来越高，随之而来人民的生活水平也有了很大程度的提升，国家逐渐开展各种经济建设的活动，以促进国民经济进一步发展。这样一来社会各界对电力的需求也开始逐渐增大，以往传统的发电方式已经不能满足社会上日益增长的电力需求，除此之外，由于传统的发电方式对环境会造成一定程度的污染，所以以风能为主的清洁能源在发电领域所占地位越来越重。在这样的前提下风力发电迎来了新的发展机遇，社会各界对风力发电的重视程度越来越高，国家对新型能源发电网络的建设也进入到了一个全新的历史阶段。由于风力发电具有传统发电方式不具有的各种优势，再加上各种环境的共同促使，我国在未来的一段时间内对风力发电的研究力度将会逐渐加大，在经济投入方面也会有一定的提升。
总之，我国的经济发展处在不断发展的过程中，这为风力发电的发展创造了一个很好的机遇，再加上近几年来社会各界对风力发电的重视程度不断加大，国家对风力发电的支持力度不断提升，目前风力发电具有良好的发展前景。
参考文献：
[1]张卓.浅谈中国风力发电的现状与发展前景.2017.
[2]杨德超.浅谈当前风电设备技术发展现状及前景.2018.
论文作者:傅程1,孟春玲2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：风力发电论文; 风能论文; 风筝论文; 技术论文; 高空论文; 路线论文; 风电论文; 《电力设备》2019年第4期论文;