新時期新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用價值及發(fā)展方向,電力論文

新時期新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用價值及發(fā)展方向,電力論文本篇論文目錄導(dǎo)航：【】【】新時期新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用價值及發(fā)展方向【】【】【】風(fēng)力發(fā)電技術(shù)論文范文：新時期新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用價值及發(fā)展方向作者簡介：史佳鈺〔1998-〕，女，遼寧沈陽人，大學(xué)本科，研究方向：風(fēng)力發(fā)電。；改革開放以來，我們國家經(jīng)濟得到了快速的發(fā)展，而隨著近年來能源消耗量的不斷增加以及社會各界對環(huán)保問題重視程度的提高，怎樣提高太陽能、風(fēng)能等新型環(huán)保型能源的利用率，減少煤炭、石油等化石能源的使用，成為當(dāng)下的熱門話題。風(fēng)能作為一種可再生清潔能源，儲量宏大且在我們國家分布廣泛，通過風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，能夠在一定程度上緩解我們國家當(dāng)下電力資源緊張、能源匱乏以及環(huán)境問題突出的問題。因而，加強新時期新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用水平，具有極強的現(xiàn)實價值。1新時期新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用價值1.1經(jīng)濟性價值明顯人們對風(fēng)能的使用可追溯至古時候，隨著近年來人們對風(fēng)能重視程度的提高，風(fēng)能利用技術(shù)得到了快速的發(fā)展并在發(fā)電領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用。當(dāng)前在我們國家一些風(fēng)能密度較大的地區(qū)，風(fēng)力發(fā)電的成本已經(jīng)接近于傳統(tǒng)火力發(fā)電的成本，因此其經(jīng)濟性得到了顯著的提高，并且隨著風(fēng)力發(fā)電能力的提高，其建設(shè)與運行成本還將進一步的降低。1.2建設(shè)周期短，獨立性好相較于其他發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，可在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)區(qū)域供電。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的組建已經(jīng)逐步趨于標(biāo)準(zhǔn)化，一般風(fēng)力發(fā)電站的建設(shè)可在較短時間內(nèi)建設(shè)完成并投入使用。除此之外，在我們國家一些偏僻山區(qū)，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用可有效知足當(dāng)?shù)胤稚⑿缘碾娏π枨蟆?.3環(huán)保性好風(fēng)能是一種可再生的清潔能源，通過加大風(fēng)能利用技術(shù)的研發(fā)力度來提高風(fēng)能的利用率，能夠減少化石能源的使用量，進而改善傳統(tǒng)能源使用造成的環(huán)境污染問題。隨著近年來國家大力推廣風(fēng)能利用技術(shù)的應(yīng)用，并從宏觀政策層面降低煤炭資源的使用量，我們國家環(huán)境情況得到了顯著的改善。2風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)分析2.1風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)風(fēng)電功率預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用是為了通過預(yù)測風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的大小，進而合理布置資源調(diào)度計劃，根據(jù)預(yù)測周期與預(yù)測模型的差異，相應(yīng)的預(yù)測方式方法也存在一定的不同，如表1所示。下載原表〔1〕按預(yù)測周期分類。根據(jù)預(yù)測周期的差異，風(fēng)功率預(yù)測方式方法包括超短期預(yù)測、短期預(yù)測與中長期預(yù)測。在應(yīng)用方面，超短期預(yù)測主要用于風(fēng)電實時調(diào)度；短期預(yù)測一般用于機組組合與備用資源調(diào)度；中長期預(yù)測通常用于系統(tǒng)維護與風(fēng)能資源評估?！?〕按預(yù)測模型分類。根據(jù)預(yù)測模型的差異，風(fēng)電功率預(yù)測方式方法包括物理法、統(tǒng)計法與組合模型法。華而不實，物理法是通過相關(guān)設(shè)施模擬風(fēng)電場附近區(qū)域天氣情況，得到風(fēng)電場附近的風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓以及空氣密度等參數(shù)，開創(chuàng)建立風(fēng)電功率模型，進而實現(xiàn)風(fēng)電功率的預(yù)測；統(tǒng)計法則是通過相關(guān)的數(shù)學(xué)函數(shù)公式，得到現(xiàn)有數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過對兩者之間的相關(guān)性分析，進行結(jié)果預(yù)測，統(tǒng)計法在實際應(yīng)用中依托的數(shù)學(xué)工具主要有時間序列算法和機械學(xué)習(xí)算法；組合模型法并不是一種專門的預(yù)測方式方法，它是將其他功率預(yù)測方式方法進行了整理與融合，進而開創(chuàng)建立出愈加接近實際的預(yù)測模型，結(jié)合各種預(yù)測方式方法的優(yōu)點，得到愈加準(zhǔn)確的結(jié)果。2.2風(fēng)電機組功率調(diào)節(jié)技術(shù)在某種程度上，當(dāng)風(fēng)能密度足夠的時候，風(fēng)力發(fā)電機的功率大小直接影響到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的供電能力。因而，功率調(diào)節(jié)技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用尤為重要。風(fēng)力發(fā)電機組的作用是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機械能，然后將機械能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)發(fā)電機組所處的環(huán)境內(nèi)風(fēng)力大小較小時，需要盡量提高風(fēng)力發(fā)電機組捕獲風(fēng)的能力，進而提高風(fēng)電機組的發(fā)電功率；當(dāng)風(fēng)電機組附近風(fēng)力過大時，需要考慮風(fēng)電機組整體構(gòu)造強度與發(fā)電容量的限制，避免出現(xiàn)機組過載的問題，通過降低機組捕獲風(fēng)能的能力來保證機組的安全和發(fā)電功率的穩(wěn)定。風(fēng)電機組的功率調(diào)節(jié)技術(shù)主要包括下面兩種?！?〕定槳距失速控制技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用是把螺距風(fēng)機葉片和輪轂固定在具有足夠剛度的基礎(chǔ)上，然后通過焊接的方式連接在一起。應(yīng)用定槳距失速控制技術(shù)能夠簡化系統(tǒng)構(gòu)造，保持風(fēng)電機組的運行的穩(wěn)定，該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢在于，渦輪機的輸出功率能夠隨著環(huán)境中風(fēng)速變化的情況相應(yīng)的發(fā)生變化。但是，由于風(fēng)機葉片被焊死因此不能根據(jù)實際中風(fēng)速的變化進行動態(tài)的調(diào)整，且應(yīng)用該技術(shù)很難實現(xiàn)較高的風(fēng)能利用率?！?〕變槳距控制技術(shù)。變槳距控制技術(shù)指的是通過調(diào)節(jié)槳距角度，實現(xiàn)風(fēng)電機組輸出功率的調(diào)節(jié)。在實際應(yīng)用中，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率低于額定功率時，槳距角始終維持在零度位置，輸出功率主要由外界環(huán)境風(fēng)力大小決定；當(dāng)風(fēng)電機組所處的環(huán)境風(fēng)力較大風(fēng)電機組輸出功率超過機組額定功率時，系統(tǒng)會根據(jù)實際輸出功率的大小自動調(diào)節(jié)槳距角，進而控制機組輸出功率不會超過額定功率，以此來防止系統(tǒng)過載而損壞。變槳距控制技術(shù)是一種主動型控制技術(shù)，它能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制，在防止槳距失速方面具有重要的作用。除此之外，變槳距控制技術(shù)還能夠保證風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)后在較大正槳距角的情況下產(chǎn)生足夠的啟動力矩，并且在停機時保證槳距角處于90°位置，進而能夠盡可能的降低風(fēng)輪空轉(zhuǎn)速度。2.3無功電壓自動控制技術(shù)無功電壓自動控制技術(shù)的應(yīng)用主要包括無功電壓自動控制子系統(tǒng)與附屬監(jiān)控系統(tǒng)。自動控制子系統(tǒng)能夠作為一個單獨的功能單元獨立運行，可以以集成在監(jiān)控系統(tǒng)中，它的主要作用是監(jiān)測風(fēng)電場內(nèi)的無功電壓情況，并通過通信系統(tǒng)傳遞相關(guān)無功電壓的調(diào)節(jié)指令。子系統(tǒng)的運行與狀態(tài)控制可通過人工設(shè)置來完成，風(fēng)電場內(nèi)的相關(guān)控制設(shè)備可以以實現(xiàn)人工的解鎖與閉鎖，系統(tǒng)通過自動控制完成設(shè)備投退。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)時，子系統(tǒng)能夠具體表現(xiàn)出出較好的無功調(diào)節(jié)能力，到達維持電壓穩(wěn)定的效果；假如機組無法有效完成無功功率的調(diào)節(jié)，可由動態(tài)無功補償設(shè)備進行無功補償。除此之外，子站還能完成風(fēng)電機組以及無功補償狀態(tài)的自動調(diào)節(jié)，進而保證無功功率得到充分的補償。3將來風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向3.1大容量風(fēng)電系統(tǒng)隨著社會對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)關(guān)注度的提高，近年來投入使用的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模越來越大，構(gòu)造也越來越復(fù)雜。但是，現(xiàn)前階段我們國家在大容量風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用方面還存在較多的缺乏，當(dāng)前仍有很多技術(shù)難題沒有能有效攻克。同時，當(dāng)代風(fēng)力發(fā)電機組單機裝機容量的不斷加大，也導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計以及控制系統(tǒng)的設(shè)計變得愈加困難。將來，隨著各種新材料的出現(xiàn)以及加工工藝的創(chuàng)新，大容量、高可靠性和高性能等要求都能夠在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中實現(xiàn)。除此之外，大容量的直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機也將是將來風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向之一。3.2并網(wǎng)技術(shù)與最大風(fēng)能捕獲技術(shù)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要包括風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與發(fā)電機轉(zhuǎn)速控制技術(shù)兩個層次的內(nèi)容。通過全功率電力變換器進行系統(tǒng)控制，能夠有效的保證風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性要求，并網(wǎng)開關(guān)可實現(xiàn)并網(wǎng)控制功能。在實際應(yīng)用中，通常采用調(diào)節(jié)變槳距和發(fā)電機組功率轉(zhuǎn)速的方式來盡可能的捕獲風(fēng)能，風(fēng)力發(fā)電機組輸出功率的調(diào)節(jié)需要綜合考慮風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性與可靠性，因而將來風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)與風(fēng)能捕獲技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)化也是將來風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的重要發(fā)展方向。3.3變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)和變速運行技術(shù)的優(yōu)化通過變槳距調(diào)節(jié)能夠保證系統(tǒng)始終保持在最優(yōu)設(shè)置下運行，因此能夠?qū)崿F(xiàn)較高的可靠性。當(dāng)實際風(fēng)速低于額定風(fēng)速時，能夠有效提高風(fēng)能的利用率；當(dāng)實際風(fēng)速大于額定風(fēng)速時，通過系統(tǒng)調(diào)節(jié)，保證輸出功率的恒定。同時，變速運行能夠在保證最大風(fēng)能捕捉量的前提下顯著提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。因而，變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)與變速運行技術(shù)將來還需要進一步的優(yōu)化，以實現(xiàn)更好的效果。3.4海上風(fēng)電場技術(shù)相較于陸地，海上風(fēng)能愈加豐富且風(fēng)向較為穩(wěn)定，因而能夠在海上建設(shè)單機容量更大的風(fēng)力發(fā)電站。但是，當(dāng)前海上風(fēng)電場電力輸送困難、海上風(fēng)電場前期建設(shè)復(fù)雜、資金投入高、海上風(fēng)電技術(shù)起步較晚以及海上風(fēng)電場協(xié)調(diào)性控制等相關(guān)問題還沒有得到很好的解決。將來，在科技不斷發(fā)