风力发电存在的问题与发展策略 李士栋

发表时间:2020/5/21   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:李士栋 鞠鹏
[导读] 摘要:目前的风电机种类多样,但是总的来说能够分为三种类型。
        (国家电投集团山东新能源有限公司  山东省济南市  250000)
        摘要:目前的风电机种类多样,但是总的来说能够分为三种类型。一是双馈式风机,该种风机存在运行转速的下限,但是利用对机组控制策略和对翼型气动性能的优化。二是直驱式风机,该种风机没有运行转速下限,但是具有较高的功率损耗问题。三是半直驱风机,该种风机齿轮箱的调速不及双馈式电机,发电机也从绕线式改变为了永磁同步式,所以相比之下更加具有优势,是未来风机发展的方向。虽然风力发电技术获得了一定的发展,但是目前依然存在诸多的问题,文章对此展开研究。
        关键词:风力发电;问题;发展策略
        1风力发电现状
        风能、太阳能、水能以及生物质能等可再生能源凭借着资源分布广、无污染、发展潜力大、可循环利用等优势,将会成为推动经济持续发展的重要能源。在诸多可再生能源中,风能凭借着无污染、资源丰富的优势已经成为我国重要的发电方式。我国风电行业起步相对比较晚,2006年时,我国风电累计装机容量仅为2.54GW,然而在国家重大政策措施的激励下,我国风电行业进入了可持续稳定增长的新时期,经过十年的快速发展,我国的风电产业完成了从粗放式的数量扩张到高质量、低成本的转变,从2017年开始,我国风电增速开始放缓,截止2018年9月份,全国风电累计并网容量已经达到1.76亿千瓦。结合2017年全球风电累计装机容量前十国家统计表可以看到,我国风电累计装机容量已经位居世界第一,市场份额超过美国18%。根据全球风能理事会(GWEC)的统计数据,2018年全球风电新增装机容量为51.298GW,累计装机容量达到590.821GW。
        2风力发电存在的问题
        2.1风力能源的评估标准需要进一步精确
        在对于风力发电基站建立之前,都要先对地区的风力资源进行评估,以此来决定该区域是否为风力发电基站的位置所在。我国现在的电力消耗巨大,风力发电作为几项再生能源发电项目之一越来越受到国家的关注,但是国内利用风力发电的时间还不够长久,相关的部门在对于风力资源水平评估的时候没有具体的标准,在制度方面还有很多需要完善,相对于其他风力发电成熟的国家还有些差距。
        2.2对景观环境造成了不良的影响
        作为一座现代化的风电场工程,风电场的场内道路、护坡、集电线路的杆塔以及风机机位都构成了风电工程自身景观。由于这些景观是人为的,若设计或选址不当,会给景观环境带来负面影响,风电工程自身景观与景观环境之间形成冲突。施工期对自然景观的影响主要是风机基础、场内道路路基和集电线路杆塔基础开挖,对部分丘陵山坡和山顶地进行削切产生新的坡面、断面,地貌形态发生了改变,对局部景观产生干扰,对现有的田野风光造成破坏,切割连续的自然景观,空间的连续性和自然性被破坏,尤其是场内道路,将在区域景观中划出一条明显的人工印迹。
        2.3安全性不高
        目前由于风电企业管理不严,员工的思想认识不到位,专业水平不足等原因,对风电作业的安全性没有引起重视,在风电机组的维护检查中,忽视了超速测试、紧急停机测试、振动试验等内容,使得机组缺乏维护检查,可靠性降低。
        2.4控制技术存在缺陷
        在机械控制中,我国桨叶一般使用的是美国的NANC系列,虽然其具有较好的动力性能,但是由于其风轮风速与工况的作用,使得风轮受力不均,在旋转的过程中会出现不稳定性、反复的改变,导致风力机组出现振动,形成较大的噪音。
        3风力发电的发展策略
        3.1严格明确风力发电的主要发展目标
        随着我国人民群众对于美好生活环境的追求不断上升,以及我国科技水平的不断进步,发展风力发电已经成为了必然的选择。

为保证风力发电发展效果良好,首先必须明确风力发电的发展方向,并制定一系列的相关辅助政策,以扶持风力发电相关企业的发展。由于风力发电能够取得的收益并不明显,所以一些相关的风力发电企业与工厂收益较小,我国相关的政府部门可以出台相关政策,以扶持风力发电行业的发展。当风力发电行业与其他行业产生冲突时,也可以进行有效的协调以保证风力发电行业的发展。
        3.2科学规划,合理选址
        风力发电项目选址要综合考虑对自然保护区、水源保护区、动植物、水系、景观敏感性、地形地貌及居民的缓冲距离等因素的影响,针对景观特征选择合理的风机机位、场内道路和输电线路选线,采取以“预防为主”的保护措施,尽量减少对林地的征占。按照充分利用风电场场区的风能资源,并结合场区植被分布及地形地貌、土地利用规划进行风电机组的布置。场内道路的修建要尽量减少对自然环境的破坏,减少新建道路,尽量利用现有公路和拓宽后的上山便道,选择隐蔽性好、易于恢复或便于今后留给当地村民作农耕通道的地方,减少对自然景观的潜在影响。
        3.3强化安全管理
        在风力发电场的管理中,安全管理是最为重要的,为了了解现场的具体情况应该派专门的管理人员进行发电场现场的定期安全检查,通过对各个方面的有效检查和合实,改变管理模式,有效提升风力发电场的安全性能;除了定期的安全检查外,日常的安全检查也是必不可少的,应该事先进行天气预测以及风力的预测,对发电场的工作状态进行适当地调整;风力发电场各部门也可以进行有效的沟通,通过网络和工作软件等进行工作的汇报和交接,及时进行工作的监督和修整,做好整改记录和各项有关安全的报告;风力发电场应该建立安全监督管理体系,保证风场每个施工阶段的质量、进度以及安全,应该对风力发电场的每个工作环节进行监督和指导,建立规范的质量验收环节,采取动态监督掌控工程进度,在工期快要结束的时候,发布预警,确保工期的正常进行,培养技术人员进行文明施工,在保证工作效率的同时加强安全意识,让整个风力发电场工程安全管理得到有效的落实。
        3.4改进控制技术
        对于风力发电过程中控制技术的应用而言,其不仅仅关系到最终的风力发电效率,同样还关系到风力发电机组运行的可靠性和安全性,对于优化各个风力发电设施的运行效果具备积极作用。在未来风力发电机组控制技术的创新研究中,计算机技术的应用极为关键,应该切实借助于先进的技术手段实现对于整个机组的协调管理,以求形成更为理想的调控作用。变速恒频控制技术的研究同样也是米来发展的方向,可以为风力发电机组的控制优化提供可靠支持,在实际运行中可以实现输出电压的优化,避免因为输出电压受到转子运行状态影响,导致风力发电结果不良,促使风力发电机组可以在高风速以及低风速状态下都具备协调运行能力,相关励磁控制以及变桨距调节技术成为进一步研究优化的重要方向。此外,失速型风力发电机组控制模式同样也可以在实际应用中表现出积极作用,相对而言也比较简单,尤其是在面临风速变化时,相应机组运行可以维持稳定,电能输出功率也能够得到优化,但是因为其叶片相对较大,同样也会对于整体设施产生较大设计和制造压力,需要予以克服。当然,伴随着当前我国自动化技术以及智能化技术的创新发展,在风力发电机组控制技术研究中有效引入和应用同样也成为重要研究目标,依托智能化技术可以实现对于风力发电机组的实时自动化控制,促使其可以表现出更强的运行效率,促使其始终维系最优运行功效。
        4结束语
        总而言之,虽然我国的风力发电正在稳步发展的过程中,但仍然存在着一定的问题阻碍着风力发电行业的发展。随着风力发展在我国发电行业中所扮的角色越来越重要,有效的解决风力发电行业所存在的问题,保证风力发电行业的健康发展十分重要。
        参考文献
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        [2]杨辉,王丽萍,陈锦明,薛森贤.PLC在风光互补发电系统中的应用—风力发电系统[J].教育现代化,2019,651:281-285.
        [3]吴晨曦,陈泽昊,张杰,张新延,何章露.考虑先进绝热压缩空气储能的风力发电系统成本/供电可靠性评估[J].电力自动化设备,2020,4002:62-71+75.
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