风力发电技术及风电设备制造分析

风力发电技术及风电设备制造分析

沈飞

上海电气能源装备（新疆）有限公司  新疆哈密市 839000

摘要：目前，环境污染与资源能源缺乏问题越来越严峻，问题严重地区甚至已经给民众日常生活造成了困扰，这更加凸显出新能源开发利用的紧迫性与必要性，随着我国新能源产业的不断发展进步，风力发电技术及风电设备制造技术均得到有效提升和完善，为风力资源开发利用提供了强有力的技术支撑，由于我国风电产业发展相对比较滞后，所以本文首先进行各种风力发电技术及我国风电设备制造技术特点的分析论述，进而提出提升设备制造企业自主创新能力的相关建议。

关键词：风力发电技术；风电设备；制造分析

引言

现阶段能源与资源紧张已经成为整个人类共同面对的问题，生态节能与新能源开发利用已经成为促进社会及人类持续发展的重要途径，风能是具有代表性的清洁型可再生新能源，而风力发电则是风能开发利用的有效方式，也是有效满足社会生产生活电力需求的巨大助力，由于风电属于新生产业，因此很有必要针对风力发电机组、风电接入网等风电技术，以及风电设备制造技术进行更深层次的分析研究，同时也需要探索提高风电设备制造自主研发创新能力的有效措施。

1新能源风力发电技术

1.1风力发电机组技术

发电机组生产技术主要包括如下两种：首先是定速风力发电技术。通过利用双速感应发电机来实现定速风力发电的功能，风力发电系统的实现是通过感应发电机进行的，如果是低风速区域使用小功率的感应发电机，相反则使用大功率高速感应发电机。如果是风速超过了正常范围，就可以调整叶片的方式，将叶片调整为失速的方式，从而有效的降低风能使用系数。当采用定速风力发电技术时，风能使用系数可能与实际只有一定偏差，会导致一部分风能被浪费，所以风机大都处于低效状态运行。

其次为变速风力发电技术。变速发电技术中首当其冲的是双馈感应风力发电，其工作范围会受到系统变流器的影响，当变流器的实际容量达到额定功率的25%左右时，经济优势良好。从风力发电的角度，如果在电网当中出现故障后，首先应进行低电压快速穿越，这时会导致系统中产生较大的电流峰值，为了避免较大的电流峰值威胁到系统的运行，需要设置一定的保护功能。其次，需要重视增速齿轮箱风力发电的配置，通过配置能够使全功率变流器实现发电参数的调整，而且增加选择的对象。包括同步发电机、永磁发电机等等，由齿轮箱将其和风机进行连接，通过使用变流器或者电网进行发电机的连接。采用这一技术能够在电网出现故障时更好的进行低电压穿越，而且操作非常的简便。最后，并网控制和变流器在变速风力发电中发挥着重要作用，能够实现风机输出根据变化将交流电转换成与电网电压频率相同的形式，与电网进行有机的连接，获取更大的风能。

1.2风轮控制技术

风轮控制技术也是风力发电技术中的重要的技术，应用风轮控制技术能够使风力发电系统运行的更加安全，保证风力发电系统的稳定性。风轮控制技术的实现，主要是通过功率信号的反馈完成的，所以要充分的了解风轮功率的信号系统，并了解功率间竖直的联系，并进行曲线图的绘制。所以，在实际应用时，应明确最大功率和系统产生实际功率的大小，并得到二者的差值，进行风轮桨叶角的调整，提高风轮运行的功率。此外，还要重视叶尖速比的控制，能够进一步对风速运行系统的完善，提高运行效率，更快的达到预期目标。

1.3风电接入网技术

风电接入网技术在风力发电中发挥着重要作用，可以分成集中式接入和分布式接入两种形式，二者具有不同的应用场景。其中，分布式接入的方式通常都使用在规模小的风电场中，能够在10kv或者是35kv的电网中稳定的运行。这种电网存在一定的分散性，采用分布式的接入方式，能更好地进行电网系统的接入，而且具有的电源点容量小，能够使电网维持稳定。而集中式介入的方式更适用于规模较大或者是长距离的风电场中，可以有效的将风电场中的电能进行集中，统一经过变压器进行转换，同时进行电压的升高，并将电能经由线路传送到终端。集中式接入技术能够提高风电场电能的输送效率。

1.4电子变流器技术

电子变流器技术通常应用于规模较大的风力发电系统中，因为这种技术的风能转换效率很高，而且传输的效率和运行的质量非常的稳定，在风力发电系统中发挥着重要作用。在实际运行时，电子变流器技术的稳定性能很高，而且非常的可靠，能够实现对无功功率的调整和控制功能，还能够有效将PWM与电力电子变流器结合使用，从而有效地控制风力发电系统的最大功率，才能够实现有功和无功功率的控制，消除二者之间的障碍，将无功功率调整至适合系统运行。综上所述，电子变流器的调整能够实现有功和无功功率的控制，进而实现风电系统的控制的作用，提高风电系统运行的安全性能。

2风电设备制造技术优化趋势

在我国20世纪80年代初期就已经开始风电设备的制造，并将风力发电视为农业电气化的改革措施，一定程度上促进了小型风电设备的发展，为我国风电系统的生产能力打好了基础。截止至2007年，我国已经发展有40家风电设备制造企业，其中，国企占比最高，达到了42.5%，外商独资企业占比最低，仅有10%，民营企业和合资企业分别占30%和17.5%。目前，我国主要采用的风电设备为定桨距失速机型，已基本实现国产化。

截止至21世纪，我国风电行业出现了多家龙头企业，歌美飒集团是其中代表，自2005年正式进入中国后，其风机产能达到了180万kw，尤其是在2010年推出的G9X风机，而且在不断的进行创新，使得该型号的风机与其他类型的风机产品增加了18%的扫风面积，从而提高了10%的发电量，同时，注重其他零件的升级。我国新疆金风科技股份有限公司是自主研发领域的代表，具有多款大型风电设备的自主研发权，而且在原来风机的基础上配置了无增速齿轮箱、叶轮直接驱动多级低速永磁同步发电机的变速技术，即使在电网运行过程中出现故障，也能够通过保护功能实现故障的穿越，维持风机运行的安全性。

2.1构建技术创新体系

技术创新体系的构建要培养企业的创新意识，不能只依靠思维，而是要激发出企业研发的动力。应注意企业之间的联合和合作，逐步建立起风力技术研发中心，积极的进行风电设备的研发和实验。在这个过程中，需要政府建立相关的法律制度，制定技术标准，实现技术审核的公平公正。还要注重人才的培养，重视专业团队的建设，为风电技术的发展打好基础。重视实践的重要作用，与理论相结合，共同推动技术的创新。

2.2技术服务平台的构建

应着手构建公共技术服务平台，并制定技术标准，为研发企业提供支持，国家也应该着手构建国家级的风电技术研发中心人才培养中心等，为我国风电技术行业发展保驾护航。

结束语：为了更好的推进生态环保工作，国家出台并有序推行了新能源开发利用鼓励和扶持政策，从而为我国风电产业发展创造了有利条件，但是风力发电技术与风电设备制造技术的发展进步，才是促进风电产业发展的核心力量，因此不论是出于生态环保的考虑，还是风电产业发展的考虑，相关人员都有切实加大风力发电技术及风电设备制造自主创新能力提升策略研究。

参考文献

[1]王淼源.风力发电机传动链振动控制的监理技术研究.华北电力大学,2014.

[2]陈裕川.风力发电装备制造中焊接技术的新发展(一)[J].现代焊接,2011.

[3]葛俊旭.兆瓦级垂直轴风力发电机组的关键技术研究[D].浙江大学,2010.