杨鹏飞
中国大唐集团新能源股份有限公司辽宁分公司 辽宁朝阳 122000
摘要：电能在生产生活中发挥着至关重要的作用，推动了社会的变革。在生产力不断进步的当下，人们对电能的需求量逐步上升，在此形势下，迫切需要推动发电模式的多元化，以缓解电力供需矛盾问题，与传统的水力发电和火力发电相比，风力发电更具优势，具有清洁无污染、可再生、基建周期短、环境效益好等优点，
因而风力发电将成为未来电能生产的主要趋势。在采用风力发电过程中，要用到发电机，这是核心设备，为确保发电机稳定高效运行，增强整体效能，保障发电安全，应重视不断优化发电机的性能。本文结合风力发电机的现状进行分析，并提出相应的优化对策。
关键词：风力发电机；现状；建议
1.风力发电机类型分析
1.1恒速风力发电机
风力发电机的基本原理是通过风力作用来带动发电机工作，风机大小不同，则发电量会有所差异，风机越大，电压越稳定。该发电机对于转速有一定要求，即必须在额定转速内工作，且一般范围较窄，风力相对恒定，因此称为恒速发电机，这种发电机在发电应用过程中，对额定功率有一定下限制要求，即额定功率不能太低，以避免因旋转磁场形成，导致电网的功率相位差因素（Power Factor）偏低，影响发电设备运行安全。为了避免出现运行异常问题，可以适配并联补偿电容器组，用来补偿无功，电容器组的容量要求要根据实际而定，应遵循合理性原则。该发电机具有相对简单的结构，运行流程简单，且建设成本相对偏低，较为可靠，具有一定的利用优势。
1.2有限变速风力发电机
顾名思义，这类发电机的特征在于变速相对有限，在实际应用过程中，其主要是通过改变电子装置转子回路的电阻大小，来改变转差率，一般转差率可以上调10%左右，调整后可以有效增强输出功率，实现有限效变速运转。就该发电机而言，其输出功率的状态会对整体应用成效产生影响，因此需注意确保输出功率处于稳定状态。该发电机装置在使用过程中，容易受到异常天气的影响，因此在监测到风力情况的前提下，要提前进行防范，否则出现阵风，就会影响电网，如果风速比较高，会使得电网运行速度提升，容量也会有所提升，如果风力降低，这输出功率也会下降。合理的采用该发电机，可以减少异常天气对电网的制约，在使用过程中，要通过外电阻来保障平稳运行，然外电阻的使用也会导致资源的浪费，弱化整体效能。
1.3变速风力发电机
现如今，发电机的类型多样，功能各有不同，因此在选择发电机的时候要结合实际应用需求。与前者不同的是，该类发电机可以智能化的调整速度，在使用过程中可以根据电网情况来自动调整速度，提升运行效率，以避免由于电网异常运行增加安全隐患。变速发电机可以分为三类，即有刷双馈异步发电机、电励磁同步发电机、用磁同步发电机三种类型，均为变速运行。此类发电机的优势在于，性能方面与之前相比有了一定提升，降低了无功消耗，也不存在无功补偿，具有一定的应用优势，然由于其中变换器不断减小，也大大降低了发电机的负重，提升了运行效率。
2.风力发电机发展现状分析
风力作为一种可再生资源，在未来具有较为广阔的发展前景，与其他发电方式相比，风力资源的储量丰富、分布范围交广，不存在风能资源枯竭问题。近年来，由于风电技术日趋成熟，相应的设备也不断更新迭代，如风力发电机，这也在一定程度上推动了行业的快速发展。结合相关资料来看，目前全球的风电装机容量已经达到651GW,与2001年相比增加了26倍之多，增长率达到20.12%。
现如今，风能在全球的电力僧生产结构中的比重不断上升，就新增装机容量来看，2019年已经达到60.4GW，是2001年的8倍之多，年均增长率为13.18%，具有较为广泛的发展前景，可以预测到未来五年全球的风电新增装机容量将达到355GW。
就我国的风电发展情况来看，风力发电地位显著提升，不管是装机容量，还是新增装机容量，规模显著提升，可以说已经成为全球规模最大的风电市场之一，根据相关统计资料分析，到2019年截至，我国的风电累计装机容量已经达到21千瓦，这其中包含陆上风电、海上风电，前者累计装机2.04亿千瓦，后者达到593万千瓦，占到全部发电装机的10.4%。结合近几年我国的电力能源发电量结构来看，目前风力发电依然成为继火电、水电之后的第三大电力来源，占全国发电量的5.54%。
3.风力发电机的发展建议
3.1组建高质量工程师团队，加强培训
要有效提升风力发电机的可靠性、安全性、高效性，应重视培养专业的工程师团队。可以定期组织培训学习活动，充实工程师的专业理论基础，使其在进行产品设计时能够从质量效益、安全效益、性能效益等角度出发，提升设计的科学性，为后期风力发电机的使用奠定基础。在设计完成后，要经过多次反复测试，以确保性能稳定，使用正常，在测试过程中可以依托于工程分析软件来进行，以及时发现产品设计中存在的问题，在发现问题之后要及时由工程师人员进行设计优化和调整，确保设计出高性能的风力发电机。
3.2智能化技术加持风力发电机
在如今的信息化时代，要推动风力发电长效发展，应重智能化技术与风力发电机的结合，提升风力发电机的运行能力和自动安全监测能力，保障使用安全。一方面，重视研发投入，设计出具备多功能的风力发电机集成体，增强发电机的智能化水平，减少人为操作或者干预，更多的依靠系统自身控制，以减少人力资源的投入，同时提升风力发电机的运行安全，系统自动监测和人工监测相比，前者更具优势，能够根据实际用电量需求对风力发电机的运转状态进行调整，可以做到实时监控，及时发现风力发电机的异常情况，并做出预警，保证电网正常。我国的风力发电设备多运行于自然环境艰苦、可达性不强的环境，因此更加需要实现智能运营。通过建立风电智能化运维系统，可以实现对设备的自动分析和检测，一旦发现故障可以及时维修，不能再分配更多的值守人员，运行的可靠性大大提升。
3.3故障智能诊断和预警
就我国的风电机组利用情况来看，有大量的机组陆续过保，机组的利用率也大大降低，同时零部件的性能也出现下降趋势，由于故障问题造成的停机问题较为严重，因此需要重视引入状态诊断技术，借鉴国外先进经验，以实现对风电机组的自动化诊断分析，通过系统现场采集信息，可以实现对运行状态的评估，还可以评估全生命周期，综合多项检测结果统筹考虑，包括风能资源、风电规划、风电设备运行等，以实现经济性运行。此外，加强大数据技术的应用，要重视建立大数据中心，加强对机组监控能力的研究，并研究如何提升故障预警的及时性和精准性；我国目前的故障诊断技术还不成熟，对于风电机组的诊断分析能力较弱，因此需要重视提升对整机和零部件的运行机理和实效模式的认识，既要进行定性分析，又要做好定量分析，逐步建立完善的评估体系，以实现对故障的精准判断。
4.结束语
综上所述，经济社会的发展驱动了能源利用方式和模式的进步，在未来风力发电将因其清洁和可再生成为电能获取的主流。风力发电主要依靠核心设备发电机来能完成，发电机的功率会影响发电的功率，为提升发电效率和稳定性，应重视不断加强对风力发电机的技术研发，优化性能，增强稳定性，提升发电质量。信息化时代，风力发电机要取得更好的发展前景，应重视将智能化技术、自动化技术融入机组系统中，以提升发电机的工作效能，同时也便于对风力电动机的全时监测和动态分析，确保发电安全。
参考文献：
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