王書彬

　　遼寧大唐國際新能源有限公司 遼寧沈陽 110000

　　摘要：能源問題已經(jīng)成為了社會性的問題，為了緩解我國當前的能源壓力，新能源的開發(fā)力度在不斷的加強，而且取得了很大的成效。隨著網(wǎng)絡技術的普及，電力運行與網(wǎng)絡的結合，是電力行業(yè)發(fā)展的新方向，也是必然要經(jīng)歷的發(fā)展過程。風力發(fā)電系統(tǒng)將會更加穩(wěn)定地發(fā)展，以消納蓄能、減少資源浪費、充分利用風能，并結合風力發(fā)電的實際情況，合理調整電力的供電狀況，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，將其與新能源技術融合，將有效促進可再生能源發(fā)展。本文簡單對能源互聯(lián)網(wǎng)實際作用展開討論，并提出風力發(fā)電關鍵技術策略，旨在分析能源互聯(lián)網(wǎng)技術形態(tài)，從而促進能源互聯(lián)網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。

　　關鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)；風力發(fā)電；技術

　　引言

　　能源互聯(lián)網(wǎng)作為當前社會可再生能源大規(guī)模高效利用的重要基礎設施之一，獲得了社會各界人士和能源研究領域的廣泛關注與重視，如何在強化認知能源互聯(lián)網(wǎng)核心特質和技術形態(tài)的基礎上增加對能源互聯(lián)網(wǎng)的應用和技術探討，成為具有重要理論意義和現(xiàn)實價值的研究課題。

　　1 能源互聯(lián)網(wǎng)的核心特征

　　能源互聯(lián)網(wǎng)是包括能源供給、能源需求響應、能源傳輸、重要形式轉化、數(shù)據(jù)信息應用及管理等多功能的完整的能源生態(tài)系統(tǒng)。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，能源供給和需求響應甚至消費形式較傳統(tǒng)能源模式更加多樣化，其間的各項數(shù)據(jù)信息轉化也更加靈活多變和科學有效。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)不僅具有能源形式多樣化和高滲透率等重要特征，更具有分布式能源接入、能源生產(chǎn)側、傳輸側和需求側一體化的重要功能，為多樣能源跨地區(qū)、跨空間的交互和協(xié)同調度做出了重要貢獻。此外，能源互聯(lián)網(wǎng)有效借助計算機信息技術和大數(shù)據(jù)處理功能等，對多種能源的海量數(shù)據(jù)監(jiān)測和處理甚至多元應用優(yōu)勢更突出，更契合現(xiàn)代社會能源互聯(lián)網(wǎng)安全運營和經(jīng)濟運營的社會大趨勢。

　　2 我國新能源電力系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀

　　在資源形勢不斷緊張的局勢下，我國在新能源的開發(fā)上不遺余力，而且取得了一定的成效。新能源電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)存在很大的差異，而且新能源電力系統(tǒng)具有許多的優(yōu)點，產(chǎn)生的廢物比較少，可以達到我國的環(huán)保需求，而且資源的數(shù)量種類繁多，充分的符合我國當前的可持續(xù)的生產(chǎn)目標。但是新能源系統(tǒng)對技術的要求也更高，需要大量的先進技術作為支撐，才能保證系統(tǒng)的正常運行，在現(xiàn)階段的新能源電力系統(tǒng)中，還存在許多的技術性問題沒有得到解決。當前我國主要開發(fā)的新能源類型主要有太陽能、風能、水能等，在這些能源的利用過程中，把這些能源系統(tǒng)通過網(wǎng)絡進行連接，可以實現(xiàn)對這些信息的全面監(jiān)控和傳輸，通過這樣的方式，可以有效的推動電力行業(yè)的發(fā)展，提升新能源電力系統(tǒng)的運行效果。

　　3 風力發(fā)電原理及優(yōu)勢解讀

　　3.1 風力發(fā)電原理

　　風力發(fā)電的原理較為簡單，主要是通過風力驅動風車葉片運轉，運行過程中在增速機輔助下能夠進一步增加葉片轉速。風力發(fā)電設備由風車葉片、發(fā)電機兩大部分構成。風力作用下螺旋形風力發(fā)電機葉片旋轉過程提供推動力，將動能轉變?yōu)闄C械能。風力發(fā)電機主要由偏航、液壓、剎車、控制系統(tǒng)及齒輪箱等部分構成。在發(fā)電過程中，齒輪箱和齒輪之間有效配合，協(xié)同作用能夠提升發(fā)電機的運轉速度，使實際發(fā)電功率處于較高水平，有效保證了輸出電力的穩(wěn)定性。偏航系統(tǒng)最大的作用是結合風向的變化情況靈敏調控風輪的掃掠面，確保掃掠面始終和風向維持垂直狀態(tài)，提升資源利用率。風機、葉片能夠圍繞根部中心運作，借此方式增強風力發(fā)電系統(tǒng)對不同風況的適應能力。發(fā)電系統(tǒng)停機時，阻尼增加，方便發(fā)電機停運。停機期間，液壓和剎車系統(tǒng)聯(lián)動運作。對于風力發(fā)電而言，控制系統(tǒng)是實現(xiàn)自動化運行的關鍵，控制系統(tǒng)能夠精準調控各系統(tǒng)模塊運行情況，使發(fā)電機在相對穩(wěn)定的電壓和頻率下運作，促進發(fā)電系統(tǒng)自動化并網(wǎng)及脫網(wǎng)，監(jiān)控系統(tǒng)的運作過程，及時發(fā)現(xiàn)異常狀況，快速發(fā)出預警信號，提升風力發(fā)電系統(tǒng)的故障處置效率，減少損失。

　　3.2 應用優(yōu)勢

　　風力發(fā)電技術實際應用中有很多優(yōu)點，也是該項技術應用范疇不斷拓展的主要原因，技術應用時要注意實現(xiàn)科學化，其優(yōu)勢包括經(jīng)濟性優(yōu)良、建設周期短、環(huán)境影響小等。（1）經(jīng)濟性優(yōu)良。風力發(fā)電在應用過程中社會經(jīng)濟效益表現(xiàn)良好，風力發(fā)電能力每提高一倍，資金支出減少約15%，風電增長率不低于30%。我國風能資源可利用情況優(yōu)良，短期內(nèi)風力發(fā)電的相關技術將會有進一步地提高。（2）建設周期短。風電設備均為預制裝配置式結構件，吊裝節(jié)奏更快，能夠有效滿足用電、儲電需求急切的地區(qū)。合理運用風力發(fā)電技術，能促進偏遠地區(qū)實現(xiàn)獨立供電，能夠有效緩解配電分散情況，滿足區(qū)域內(nèi)能源發(fā)展方面的需求。（3）環(huán)境影響小。風能應用時不會對環(huán)境帶來負面影響。近年，我國風能工程建設能力持續(xù)增強，生產(chǎn)運營成本進一步壓縮。風能設施能夠有效承擔發(fā)電和電峰調節(jié)功能，且不會對陸地生態(tài)環(huán)境造成影響。

　　4 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下風力發(fā)電關鍵技術

　　4.1 新能源發(fā)電技術

　　新能源不僅包含太陽能、風能以及生物質能等傳統(tǒng)意義上的可再生能源，也包括小堆核電、頁巖氣等新型分散能源。所以基于互聯(lián)網(wǎng)云平臺，新能源發(fā)電關鍵技術不僅涵蓋生產(chǎn)、輸送、轉換、利用可再生能源過程中的相關技術，同時也包含先進儲能、大容量遠距離輸電、新能源發(fā)電、微網(wǎng)以及標準化等技術以及運行控制、高效發(fā)電以及能源轉換等技術。

　　4.2 先進能源電力電子技術

　　先進能源電力電子技術主要包含小容量或者大容量、高電壓控制技術、低損耗電力電子器件技術以及新型電力電子設備技術等。比如，一種新型半導體材料做成的電力電子器件，其相比于Si 半導體器件來說，具有較強耐高溫、損耗較低以及反向截止電壓較高等特點，隨著研發(fā)的進一步深入，在今后輸配電系統(tǒng)中，可能成為新一代低損耗、高電壓以及大功率電子裝置主要組成部分。另外，隨著新型電力系統(tǒng)下電網(wǎng)波動性增強，為了保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、高效，對于動態(tài)補波補功的新型電力電子設備需求將會顯著提升。同時，在控制技術方面，研發(fā)人員一直在不斷優(yōu)化數(shù)字信號處理器性能，從而使系統(tǒng)控制整體流程具有較強多樣性、合理性以及靈活性。

　　4.3 先進儲能技術

　　先進儲能技術主要包括：電池儲能技術、壓縮空氣儲能技術、超級電容器儲能技術、氫存儲技術、超導儲能以及P2G 等技術。儲能設備從物理角度方面來講，包括調頻輔助服務、大電網(wǎng)調峰設備以及樓宇、家庭以及園區(qū)等用戶端模塊。光伏太陽能發(fā)電等可再生能源設備的輸出功率，會隨著周邊環(huán)境變化而變化，為確供電整體具有較強可靠性以及持續(xù)性，應合理構建儲能裝置。電容儲能和超導儲能可有效改善系統(tǒng)波動頻率以及風電輸出功率，應基于當?shù)丨h(huán)境合理構建。飛輪儲能系統(tǒng)可通過充放電控制，從根本上實現(xiàn)參與控制電網(wǎng)頻率以及平滑輸出功率。壓縮空氣儲能，在長時間以及大規(guī)模電能存儲存在優(yōu)勢。在電力系統(tǒng)正常運行過程中，新型節(jié)能材料以及儲能技術被廣泛應用在發(fā)電、輸電、配電以及用電各個環(huán)節(jié)，在互聯(lián)網(wǎng)背景下，如何進一步完善優(yōu)化傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，是有關人員進行深入研究和探討的重要方向之一。

　　4.4 遠距離大容量輸電技術

　　能源地理分布不均衡，遠距離輸送電能成為其主要解決途徑。其中，特高壓輸電以其大規(guī)模、遠距離、高效率的特性在我國已進入快速發(fā)展階段。特高壓輸電可緩解輸送線路損耗、系統(tǒng)不穩(wěn)定、電流易短路等問題，有效解決能源與負荷分配不匹配，實現(xiàn)能源從就地平衡到大范圍配置的根本性轉變，是堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分。在智能電網(wǎng)背景下，可以特高壓骨干網(wǎng)為基礎，合理構建高壓直流可再生能源基地，利用當?shù)刭Y源的互補性、靈活性、可靠性以及安全性，構建直流以及交流混合電網(wǎng)。遠距離大容量輸電技術主要包含：柔性直流輸電、可靈活操作多段直流輸電、海底電纜、直流電網(wǎng)以及運行控制等技術。直流電網(wǎng)技術與其他技術有著明顯不同，其能進一步解決，因能源分布不均勻，從而出現(xiàn)遠距離傳送問題、新能源消納問題、廣域并網(wǎng)問題。

　　5 風力發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)展前景

　　新能源在我國的現(xiàn)代發(fā)展中得到越來越多的關注，在“雙碳”戰(zhàn)略的指引下，火力的發(fā)電量在我國的發(fā)電量中所占的比重不斷下降，而風能作為一種新型的能源，其裝機容量和發(fā)電量也在不斷增加，在這種情況下，越來越多的風電企業(yè)開始研究風能的儲能技術。在風力發(fā)電系統(tǒng)中，儲能技術的作用并不局限于“削峰填谷”，它的經(jīng)濟效益還需要進一步開發(fā)，如是否能在“棄風量”和初期投資之間實現(xiàn)“收支平衡”。同時，在新世紀的電力系統(tǒng)發(fā)展中，提出了一種利用風力發(fā)電和太陽能電池方陣發(fā)電的兩種方法，可以在不同的情況下，利用太陽能和風能互補方式消除可再生能源來解決發(fā)電的不穩(wěn)定問題。另外，能量儲存裝置的回收和再利用也是未來的發(fā)展重點方向，一旦這些儲能裝置被回收，將會極大地提升各種儲能技術的使用價值。近幾年，為了推動光伏、風電的發(fā)展，儲能裝置的研發(fā)工作不斷進行，力求提高儲能裝置全年的收益和調峰收益，從而實現(xiàn)風力發(fā)電系統(tǒng)的技術和經(jīng)濟效益的雙重目標。

　　結束語

　　綜上所述，新的能源體系需要自主學習型、智慧化“能源互聯(lián)網(wǎng)”。相關人員應提高對能源互聯(lián)網(wǎng)重視程度，通過不斷創(chuàng)新和發(fā)展，構建開放式管理及服務平臺，配置合理的交易準則以及技術標準，形成“能源資產(chǎn)市場”，實現(xiàn)能源資產(chǎn)的全生命周期管理，促進其可持續(xù)發(fā)展。

　　參考文獻：

　　[1]劉學強.互聯(lián)網(wǎng)背景下風力發(fā)電關鍵技術展望探討[J].中國設備工程， 2020，000（02）：229-230.

　　[2]曲紹源.關于風力發(fā)電技術關鍵問題的研究[J].中國設備工程，2019， 000（08）：196-197.

　　[3]姚建忠，寇生中.風力發(fā)電機組葉片關鍵技術的發(fā)展概述[J].機械制造，2012，50（08）：45-49.

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