摘要：在全球能源过度消费的生态环境中，新能源的研究与利用已成为世界关注的热点。风力发电是新能源发电技术最大规模的发展和商业发展。目前，各国正在加强对风力发电及相关技术的研究。全球风电行业年市场增长率已达40%。已有100多个国家涉足风力发电行业。该行业已成为世界能源市场的重要组成部分。近年来，我国风电产业发展势头强劲，风力发电新装机容量居世界前列。因此，研究风力发电的技术现状和发展趋势具有重要意义。
关键词：新能源发电；风力发电；技术；探讨
导言：太阳能电池实际上是一种利用光电效应原理将阳光转化为电能的装置。当太阳能电池板被阳光照射时，光子会在电池板上产生正确的电子和孔，而且因为它们的极性不同，它们会向不同的方向移动。在这种情况下，如果有外径，就会逐渐产生电流，将光能转化为电能。太阳能电池组件可以通过结合具有类似电气特性的电池，然后将其封装而成。
1 风力发电系统的类型
风力发电机组种类很多, 可以根据不同的划分标准分成几种类型。
1.1 按机组容量划分
按机组容量划分可分为小型机组、中型机组、大型机组和巨型机组。小型机组的机组容量为0.1-1k W;中型机组容量为1-1000k W;大型机组容量为1-10MW;巨型机组容量为10MW以上。
1.2 按风力发电机的运行特征和控制方式划分
1.2.1 恒速恒频风力发电系统
这种风力发电系统在20世纪80年代和90年代得到了广泛应用。该系统结构简单，控制方便，可靠性高。其缺点是系统速度不随风速变化，风能利用率不高，输出功率不大，发电量相对较低。
1.2.2 变速恒频风力发电系统
系统的风力涡轮机的转速可以调节，以适应风速的变化，最大限度地利用能量分布，提高系统的发电率。该系统目前是大型风电场风力发电机的主流运行模式。
1.3 风力发电的运行方式分类
1.3.1 离网型风力发电系统
离网风力发电系统主要由单台机器独立运行。该系统的容量一般在数百千瓦级，相对较小。主要用于有缺陷地区的用户，广泛用于城乡道路供电。
1.3.2 并网型风力发电系统
并网型风力发电系统与常规发电模式相同, 通过与大电网互联提高风能的有效利用, 具有较好的经济性, 是现阶段比较流行的大型风电场风能发电方式。
1.4 风力发电的输出功率调节方式分类
1.4.1 定浆距失速调节型
这种类型的风力系统通过固定车轮和叶片来保持俯仰角恒定。输出功率调整方法简单，主要用于恒速运行。该系统由于叶片重、动力大，发电效率较低。
1.4.2改变音高调整类型
这种调整方式通过在风力涡轮机上安装叶片调整装置来改变俯仰角，使之能够适应风速的变化。该方法可降低机组重量，降低叶片压力，减少机组运行损失，提高系统运行效率。
1.5风力涡轮机的风轴位置分类
风轮机轴根据位置分为纵轴风轮机和横轴风轮机。其中立轴风轮机安装成本较低，机组维护方便，机组寿命长。水平轴风轮机技术成熟，单机容量大，激活相对较好。
1.6 风力发电的变换器功率变流技术分类
风力发电系统按照的变换器功率变流技术分为交-交变换系统、交-直-交变换系统、混合式变换系统、矩阵式变换系统、多电平变换和谐振变换系统这五类。其中交-直-交变换系统能够实现能量的双向传递, 输出电流谐波含量小, 系统结构相对简单, 目前风力发电系统中应用最为广泛。
2现阶段常见新能源发电形式分析
2.1现阶段, 国内对风力发电等相关建设给予了更多的关注，这种新能源在国内的发展前景非常好；对于太阳能光伏发电而言，目前是我国的起步阶段，相关研究相对较少。据统计，全国光伏发电总装机容量已达1.02亿千瓦。然而，这一数据与一些国家之间的差距仍然很大。因此，如果要逐步缩小这一差距，就必须作出更大努力，更加重视新能源发电。近年来，随着我国对光伏发电的日益重视和财政技术支持的不断增加，光伏产业有着巨大的发展潜力。
2.2通常情况下, 我们会将可再生能源以及分布式能源等称作新能源。近年来，科学技术发展非常迅速，进一步推动了新能源产业的发展和进步。目前，风力发电和光伏发电被广泛应用。随着人们越来越重视新能源，新能源在国内能源使用中的份额也在不断增加。在风力发电方面，据统计，目前世界风力发电总装机容量已超过1.2亿千瓦。由于政府近年来对新能源开发的重视，中国的风电总装机容量也有了很大提高，居世界第四位。
3风力发电技术存在的问题
3.1风力资源分布不均
我国风力资源主要集中于西北内陆与东南沿海地区, 随着风力发电企业的成熟, 要防止出现产能过剩问题, 当前我国风力发电急需解决的问题是远距离运输问题。
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3.2产业链不完整
我国风力发电的核心部件还主要依赖进口, 如电气可编程控制与集电环等部件, 而且当前风电机组整机设计还有待进一步提高, 还需解决运输、维护、咨询、监测等诸个方面的问题。
3.3单机容量加大但理论经验不足
目前，我国单个风力发电机的容量明显增加，但还没有完善的理论知识体系和实践经验，无法进行科学精细的负荷极限计算。增加单个风力发电机的容量有利于降低整体投入成本和提高发电效率。将来肯定会发展得很快。
3.4安全性能不高
由于我国风力发电技术仍处于发展阶段，必然存在一定的不足，安全性能需要进一步提高，尤其是在并网和运输方面。目前，风力发电系统事故的主要原因是没有意识到技术在安装阶段的重要性，自身管理有待提高，导致风力发电系统可靠性和安全性较低。要求技术人员注意解决风力发电机组断开等问题，确保整个系统的改进，提高风力发电机组的安全性。
4电力系统中新能源发电的应用
4.1 太阳光伏发电技术运用
我国现阶段的太阳光伏发电技术可以分为三种, 具体如下: (1) 由电压源电压控制的太阳能光伏系统, 这种太阳能光伏发电系统结构被称为独立户用型。 (2) 由电压源电流控制的太阳能光伏系统, 这种结构被称为并网型。 (3) 融合独立户用型以及并网型太阳能光伏发电系统结构, 可在电压源电压和电压源电流控制之间进行切换。太阳能光伏发电的工作原理如下：太阳能电池用于将太阳能转化为电力，而功率转换装置产生的功率调整为可以连接到电网的功率。从太阳能电池转换而来的电能为直流，只能用于直流负荷输出。要将其转换为交流负载所需的交流功率，还需要使用逆变器来实现。目前，太阳能光伏技术不仅需要增加成本，而且发电效率非常低。该技术的未来发展趋势将从两个方面入手：如何降低成本和提高发电效率。在解决了这两个问题之后，这项技术将得到广泛的应用。
4.2 燃烧电池发电技术运用
燃烧电池也是现代新能源技术的一种, 通过燃烧电池可以把化学能给转化为电能。它可以有传统意义上的电池的正极和负极，但也有电解质，但与传统电池不同的是，它没有在电池的正极和负极放置一定数量的活性物质。在燃烧电池运行过程中，所供应的燃料与氧化剂发生反应，产生所需的电能。在燃烧电池技术中，只需要向内部输送提供燃料和氧化剂，就可以产生连续的电流。这种发电技术理论上可以达到100%的能源使用，但在理想的现实状态下，能源使用可以达到80%。
4.3风力发电技术应用
风力发电技术的应用更加成熟，随着风力发电技术的不断发展，在传统风力发电系统上已经可以实现发电功能参数的可调输出。风力发电的原理如下：自然风吹动叶片会导致叶片旋转，旋转叶片会给发电机带来所需的动能，而发电机会将这种动能转化为所需的电能，以达到风力发电的目的。基于这一原理，风力发电系统主要包括叶片、机械传动系统、发电机和各种装置。
5风力发电技术的发展趋势
近年来, 我国风力发电建设高速发展, 虽然出现了“弃风”现象, 但从总体上来讲, 仍然处于快速发展阶段。为了提高风能利用效率, 降低风力发电成本, 实现风力发电建设又快又好发展, 我国在风力发电技术上增加了科研投入。
一是变速恒频风力发电技术。这项技术是饮食了电子技术、信息处理技术、矢量转换技术等的多学科技术, 能够对风力发电机实现风速捕捉、调节发动机转速从而实现发电机变频运行。变速恒频技术在风力发电机中的运用, 使发电机实现了对不同风速进行自动调整为恒定转速, 使风力机的低转速转化为高转速, 从而获得电力的稳定输出。这就使得风机的适应性极大增强, 运行效率大大提升。
二是多电平变流器拓扑功率不断增加。在风力发电机中，风力发电机的额定功率交换损耗是一个关键技术，因为它与风力发电系统的名义功率有关。在多级变流器的研究开发和应用过程中，其导电性容易受损，额定功率随电压和电流的额定值逐渐增大，使风电场与风力机变流器之间的分布和网络连接。在此过程中，表充电器将被消除，整体功率可以增加，损失可以减少。
三是储能技术的多样化。储能技术是保证风电场电压频率稳定的关键。它不仅可以储存多余的风能，还可以在适当的时候释放储存的风能，以弥补风速变化造成的浪费。目前常用的储能技术是铅酸电池、镍电池和锂电池等储能系统，这是由其技术优势决定的。但是，光学储能、压缩空气储能、储水、生物储能等更多的储能技术也在不断改进，使风电场储能技术呈现多样化的特点，同时也大大减少了风能的浪费。
四是海上风力发电技术将进一步发展。沿海及海上的风能资源更为丰富, 风力涡轮发电技术使得离岸趋势更加明显, 所提供的电力也更加丰富。当前, 海上风力发电技术已经解决了很多难题, 如电闪与风电场的连接, 电缆功率低损耗, 有效控制电网系统的功率流等。
结束语
总之，随着低碳环保理念的不断增强，各种新型清洁无污染能源必将被人们广泛使用。风力发电技术作为低碳经济的重要组成部分，必将在未来得到迅速发展。本文主要论述了风力发电技术的发展及存在的问题，阐明了解决上述问题的各种措施，并提供了丰富的实践经验。要求技术人员积极研究和开发风力发电技术的核心内容，借鉴发达国家在风力发电技术方面的成功实践，促进我国风力发电技术的健康发展。随着低碳环保理念的兴起，人们日益认识到新能源开发的重要性。随着新能源的逐步推广，风力发电技术将不可避免地在国家未来的经济发展中发挥巨大的作用。
参考文献
[1]魏超.浅谈风力发电技术发展现状及趋势[J].科技创新与应用, 2017，9 (8) .
[2]杜学忠.风力发电技术发展现状及关键问题分析[J].电气制造, 2018, 6 (25) .
[3]任丽蓉.我国风力发电现状及其技术发展[J].科技经济市场, 2017, (04) .
[4]杨书平.风电发展现状分析[J].大连民族学院学报, 2018, 3 (01) .
论文作者:谢春生
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：风力发电论文; 技术论文; 系统论文; 新能源论文; 机组论文; 功率论文; 容量论文; 《电力设备》2018年第31期论文;