探索新能源风力发电发展的新思路

2021-01-28 08:07
探索科学(学术版) 2020年6期
关键词:风能风力发电

国家电投集团陕西分公司 陕西 西安 710000

随着我国各项事业的不断发展,传统电力行业也得到了迅速的发展,在这种大背景下传统发电方式对能源的过度开发与浪费等问题逐渐突显出来,因此加强新能源发电成为当前我国电力行业的主要工作任务。风力发电作为新能源发电方式中的一种,就是借助专业设备将风能首先向机械能转换,然后再进一步将机械能转化为电能得以储存输出。风能属于可再生资源,因此风力发电不需要担心过度开发的问题,并且在能量转换的过程中也最大限度避免了对环境造成的破坏,因此新能源风力发电对推动我国电力事业永续发展意义重大。

1 新能源风力发电的技术要点

1.1 风功率预测技术 在风力发电技术中,风功率预测技术的作用至关重要。根据预测周期以及预测模型的差异对预测方法进行分类:

1.1.1 按照预测周期分类 根据预测周期的时限不同,将风功率预测又可以分为中长期预测、短期预期、超短期预测。其中,中长期预测主要应用与设备检修以及对风资源进行测评等领域;短期预测主要应用于机组组合和备用安排等领域;超短期预测主要是在对风电进行实时调度的过程中进行应用。

1.1.2 按照预测模型分类 根据预测模型不同进行风功率预测通常可以分为三类:一是物理法预测,即结合气象趋势对风电场周边的气象条件进行模拟,然后得出发电工程所必需的几项信息,如风向、空气密度、气压以及风速等,通过构建预测的模型绘制机组功率曲线,最终实现风电功率预测。一般来说,风速的变化规律是不容易捕捉的,因此预测结果不可避免的可能存在误差;二是统计法预测,通过特定的数学工具,将现有的数据与即将预测的数据进行函数处理,找出二者之间的内容关系,通过对数据信息与函数关系进行深入挖掘实现预测;三是组合模型预测,这种预测法是将前面的物理预测和统计预测结合起来,规避二者存在的缺陷,提升预测结果的精确性[1]。

1.2 风电机组功率调节技术 风力发电机自身的功率大小是影响风力发电效率的关键,因此将机组功率调节作为风力发电的重中之重对促进风力发电的作用不容小觑。风力发电就是将风能通过机组设备最终转化为电能,但是机组设备各个零部件的质量、强度、容量等条件存在差异,因此将风能的捕获量值控制在一个合理的范围,保证机组工作效率维持在额定值上下,增强机组设备的安全性。调节机组设备的功率常见的有两种方法,一种是定桨距失速控制技术,通过将轮毂和螺距风机叶片刚性连接固定实现功率调节功能,该技术性能稳定且结构简单,但是叶片顶角难以根据风俗的实时变化情况及时进行调整;另一种是变桨距控制技术,通过改变叶片角度大小实现输出功率调节的目的[2]。当风轮开始工作后,正桨距的角度越大,其能够产生的启动力矩相应也就越大,而在停止工作时,桨距角保持90°,将风轮的空转转速维持在最低值。

1.3 无功电压自动控制技术 无功电压自动控制需要多个系统共同作用才能得以实现,在风力发电中常见的包括监控系统、无功电压控制子系统等。子系统也可以作为监控系统额一个模块参与工作,也可以外挂独立于监控系统单独运行。当其单独运行时,它的主要功能是对电场设备是否保持无功电压的运行状态进行监视,并通过通信线路对设备发送无功电压控制的指令。无功电压自动控制主要分为远端控制和就地控制。在远端控制模式中,子系统自动追踪无功电压的控制目标;在就地控制模式中,子系统按照预先确定的并网点电压数值实现控制,最大限度降低了不合理的无功流动。

2 加强新能源风力发电工作的保障措施

2.1 政府加大政策保障 电力事业是一项关乎民生的基础问题,开展风力发电对电力企业的规模、资金实力等都提出了较高的要求。若缺乏政策的保障,大多数企业不愿意冒险尝试这类新能源发电方式,因此政府可以出台一些奖励政策,对资源浪费越少的电力企业实施奖励,对资源浪费严重的企业进行惩罚,刺激企业参与新能源风力发电的积极性,推动风力发电在我国大力发展[3]。另外,政府还可以为电力企业提供电厂建设用地,或为企业建设用地提供补助,为企业节约资金成本,确保企业有更多的资金参与到风力发电建设中来。

2.2 大力推动风力发电产业化发展 当越来越多的电力企业开始实施风力发电,政府、社会和市场可以共同推进风力发电产业化、规模化发展。促进电力企业在风力发电产业集群中良性竞争,相互促进,在良好的市场竞争氛围中加快企业优胜劣汰的速度,为风力发电产业集群早日稳定奠定基础。

2.3 健全市场监管制度 由于风力发电可能与个别企业发展战略不一致,为了避免企业一味为了追求经济效益滥用资源,政府层面还应当不断健全市场监管体制:首先吸引更多的电力企业加入风力发电行业大军,推动我国电力事业深化改革;其次,政府还应当将政策放低,为电力市场营造良好的投资环境,使更多的投资主体有意愿参与到风力发电投资中来。同时,政府部门还需要进一步规范风电企业市场经营秩序,为投资主体的投资行为提供坚实的保障,促进我国新能源风力发电行业快速发展。

结语

综上所述,随着我国新能源风力发电逐渐被广泛应用于电力事业中,其优势也体现得十分明显:风力发电对环境污染少,风能属于一种情结能源,将风能转化为电能十分高效,对加快促进我国基层电力事业改革意义重大。总的来说,风力发电规避避免对煤、水资源的浪费,具有广阔的市场前景,相信在未来还将进一步得到推广和应用,成为我国发电方式的主流。

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