新能源风力发电技术解析

新能源风力发电技术解析

摘要：改革后，受我国社会发展的影响，带动了我国科学技术水平的进步。现阶段，为了满足社会经济发展在能源方面的需求，缓解持续上升的能源消耗量，提高新能源开发力度成为重中之重。文章探究了风力发电的基本原理及优势，列举风力发电主要技术类型，包括风功率预测、风电机组功率调控、无功电压自动化控制等，通过技术解读，合理预估风力发电技术短期发展趋势，希望能从理论层面对推广该项技术有所帮助。

关键词：新能源；风力发电；技术分析

引言

对于电力能源的需求不断提升，传统的发电方式，一般为通过燃烧大量的化石燃料来产生电能，而通过这种方式生产电力能源不仅可持续性较低，还会在其生产与利用的过程中产生环境污染。环境污染一直是制约我国经济快速发展的难题，经济发展同时又依赖电力等能源作为支撑。因此，为构建可持续发展型社会，就必须加快转型我国现有的能源结构，增强对无污染的清洁型能源的利用。近年来，随着生态环保发展理念的深入人心，以风力发电为代表的创新性、清洁型能源生产模式获得广泛运用，风力发电虽然已经能够替代一部分传统的火力发电，但在应用风电能源的同时，还必须关注电力生产的成本与质量，进一步深化对风力发电技术的研究，有利于增强风电能源的安全性、适用性。

1新能源发电技术概述

新能源是指以风能、太阳能、生物质能等为主的新型能源，具有可再生、清洁度高、储量大等特点，有广阔的发展前景。传统火力发电方式不仅需要大量传统能源（煤炭、石油等），导致传统能源紧缺，还带来了一系列环境污染问题。因此，国家加大了对新能源

的开发力度，以期逐步取代传统能源。新能源发电技术的发展分为研发、示范、推广及生产四个阶段。目前，我国新能源发电技术中比较成熟、在电力系统中应用比较广泛的是光伏发电技术、风能发电技术及水力发电技术。此外，地热发电技术及生物质能发电技术也在不断成熟，而天然气水合物发电技术及受控核聚变发电技术仍处于研发阶段。

2相关技术分析

2.1风功率预测

（1）按照预测周期可分为超短期、短期及中长期预测。超短期预测多用于风电实时调度；短期预测法适用于调整机组组合与备用资源；中长期预测法在测评风电系统维护效率与风能资源调配合理性方面表现良好。（2）依照预测模型可分为物理法、统计法及组合模型法。物理法是利用设施装置模拟风电场周边区域的气候状况，获得风向、风速、气压及空气密度等参数，在此基础上建设风电功率模型；统计法运用数学函数，结合相关性分析获得预测结果，计算得出既有数据和预测数据之间的数学关系，统计法主要运用的数学工具为时间序列及机械学习算法；组合模型法是通过整合其他功率预测法，构建与实际情况较为符合的预测模型，综合各类预测方法优势，获得精准度较高的功率预测结果。

2.2风力预测技术

在风力发电领域，风力预测起着非常重要的作用。主要是因为风力发电能力不稳定，往往受风力的大小影响。风力越大，风持续的时间越长，风电机的发电能力就相应高，反之亦然。空气发电站产生的电力最终会被电网吸收，但由于能量分布的不稳定性，很难与风力涡轮机连接。因此，需要对风能进行预测，并根据预测调整电网分布，这不仅能提高电网的稳定性，还能提高电网的接入率。目前，预测风能的最常用方法是使用各种技术进

行模拟预测或预测，从而达到精准预测风力的目标。以预测周期为划分标准能够将其分为短期与中期两种类型，短期预测通常指风力涡轮机的规划和运行。中期预测则能够有效预测一定范围或区域内风力大小的评价。

以预测模型为依据，能够将风力预测技术划分为物理建模、统计建模和耦合建模三种。物理模型方法是根据模拟风电场气候变化的气象原理，侧重风向、习惯、压力和空气密度等因素，根据模拟结果进行模拟，这种确定风扇性能预测模型的方法与风扇性能模型相互作用，以达到风扇性能预测目标。但是，由于其效率受风速随机性的影响，因此存在一定程度的误差。统计建模方法必须基于数学工具建立功能关系，包括用于识别统计结构和对象预测以及功能关系中风强度变化的模式。这种预测风力的方法主要包括在面对面预测中挖掘风力数据。在实际应用过程中，该算法直接影响预测结果的准确性。目前，主要使用时序算法和机器学习算法两种。综合预测模型的性质特征则相对复杂，可基于前两种预测模型的优势与不足，开发合适的预测模型，通过结合不同预测方法的优点来提高预测的准确性。

2.3电子变化器控制技术

电子变化器作为风力发电的重要部件，在大规模风力发电系统中应用比较广泛，能够提升能源的转化效率和传输效率。结合电子变化器控制技术，可以实现无功率转换，在应用过程中也能够保证安全性、可靠性。在应用PWM整流器的过程中结合电子变化器控制技术，可以实现最大功率的输出。在适量控制方式方面，选择合适的整流器，可以避免有功功率和无功功率之间的制约效应，进而满足用户的实际需求。

2.4风能发电技术的应用

风能发电技术将风能转化为机械能，再通过机械能推动发电机的运转，实现风力发电，风力发电是我国一项新兴产业，应用风能发电技术可以大幅度提升电力企业的经济效益。常见的风力发电装置包括双速异步机和双馈机等，风轮、发电机和塔筒是风力发电装置的重要组成部分，而变桨系统和叶片系统是风轮的重要组成部分。其中，叶片是整个系统中的重要零件，可以提供动力，在选择叶片制作材料时，需要确保材料有较高的强度和较低的重量，而且材料要具有不易断裂的特点。塔筒能够对风力发电设备起到重要的支撑作用。

风能发电技术有良好的发展前景，也有着其他新能源发电技术无法比拟的优势，如适用范围广和无污染等。在风能发电技术应用过程中也存在诸多问题，如没有稳定的风力资源、应用过程中产生较大的噪声，这些都会直接影响电力企业的经济效益。

风能发电技术是电力系统中的一项重要技术，可以并网发电。为了充分发挥风能发电技术的最大作用，可以引入模糊控制技术，提高风机的功率和转速。同时，可以应用神经网络技术控制叶片桨距，提高供电质量。为了保障风电厂的运行质量和运行效率，可以在风电场内部安装无功补偿装置对系统进行动态补偿，加强对电压的控制，缓解系统中存在的功率不稳问题和系统震荡问题，优化电力系统的电力输送环境。

结语

在未来社会经济持续发展过程中，风力发电技术将有更广阔的应用空间，通过提升风能资源的利用效率，能有效弥补传统能源应用时出现的能源缺口，有效保护生态环境。研究和发展过程中，应重视风力发电技术的创新应用，持续提升发电技术水平，提升发电系统的综合效益，为我国电力行业持续发展保驾护航。