蒙福拓
中广核贵港港南风力发电有限公司 广西贵港市537100
摘要:风力发电作为新时代绿色能源,受到人们的广泛关注,这是因为风力资源的总储量十分巨大且分布广泛,具有非常良好的发展前景,针对风力发电提出的互联网能源方案,可以设计出一种对风力电场的调度方法,实现互联网技术与风力发电技术的结合,从而对这些新技术进行突破。
关键词:互联网背景;风力发电;技术探索
引言:传统的煤、石油、天然气属于不可再生资源,再加上这些不可再生资源对环境的污染比较严重,所以随着全球经济的不断发展,人们提出了绿色能源的概念,从而有利于人们在能源的使用上实现可持续发展,而风力发电作为最后开发前景的新型再生能源,不仅避免了全球环境的污染,同时拥有巨大的储量,所以针对风力发电能源的研究,将风力转化为电能,在互联网发展背景下,是当今科学技术发展需要探讨的一个重要话题。
1.互联网背景下风力发电技术中需要研究的问题
1.1并网风力发电技术中存在的不确定性和干扰因素
在风力发电技术中,首先是风速测量的精准值可以对机组状态进行预估,这是风速预测和系统控制的关键点,但实际在风场环境中,由于受到的风速分布不均匀、紊乱,使得对风速难以得到有效的测量。同时风电机组由于非线性以及不稳定的情况,使得风电机组建模过程中,无论从风轮、电机等主要电子器件模块都呈现出非线性特性,因此使得整机特性呈现强非线性,使风轮动力学不稳定。
1.2风电质量问题
虽然自然风能具有强大能量,但风能状态十分不稳定,风力的大小和风速的快慢,随时随地都会发生改变,是人为无法控制的,因此对于风电机组输出功率的稳定性会有着直接的影响[1]。传统的风轮转动中,通过控制风电机组的输出功率使其达到稳定,但这种办法,会使输送到电网的电能功率降低,如果想要提高机组向电网输送稳定的电力资源,就需要对风能具有可控性。但显然这是不可能的,唯一的办法就是对发电机输出的电压与电网进行相适应的改变,从而使电网的输出功率具有稳定性,满足发电机组的可控要求。
1.3安全性能不高
在我国的风力发电技术中,由于起步较晚,在实践、使用和推广方面与西方发达国家相比依旧有着不小的差距。这也导致我国在并网、输送风力发电等方面的安全性不高,简单的出现一系列的问题后,使得主要问题集中在风电机组的装配阶段,因为技术人员的专业水平不够高,再加上电力企业的管理比较松散,导致设备装配环节技术不到位,经常出现脱网等情况。为了避免其安全事故的发生,影响风电机组的工作效率,就需要对安全性能方面进行加强,这是我国风力发电技术中最需要考虑到的问题。
2.风力发电与互联网关系
2.1风力发电与风机运行的关系
通常情况下,由于风机运行出现了风机预测的趋势后,可以利用这些因素对发电机组进行调度,但是很多不同类型的风机对风机发电的风况要求不同,因此在发电成本、经济、稳定、适应上有所不同。采取并网的方式,使双馈风机实现孤岛和空载并网,并调节转子励磁而发出电压和电网的并网条件,而直驱风机却是依靠逆变器的输出电压以及电网电压的条件。最终在发电风速上,双馈风机因为需要的风速要求高,需要双馈风机的速度保持在相同速度的20%速度范围内,因此双馈风机的发电量受到一定的限制,发电的稳定性和经济性都比较差,而直驱风机的成本通常比较高,所以再加上技术不是很成熟,因此为了确保风速比较低的时候依旧可以驱动电机运行,就需要配对较多的电机极数,但不会配对超过100对,这样导致电机的体积变得比较大。而在成本上,双馈风机相对而言成本比较低且技术也比较成熟,所以电力电子变流装置的容量也就比较小,正常运行的时候能够更好地控制设备运行,但缺点是齿轮箱容易损坏而且维护量比较大,而直驱风机在风速范围的发电中可以省掉齿轮箱的问题,提高了可靠性,电网故障运行能力比较强,效率高,但缺点是电机体积巨大,变流器的容量也比较大,成本较高。
2.2风力与互联网并网接口的关系
在互联网背景下实现将风力资源转化为电力资源,可以达到对对控制中心信息的交换和能源的共享性,但由于这三者和互联网的接口是定制的,所以采取智能化的电网建设,可以使互联网和用户之间形成互相操作的方式[2]。在风电能源互联网接口中,标准化的电网接口就相当于外接装置,经过并网接口的方式接入到电网中,在不需要的时候,将接网口断开。但随着信息流和能量流出现分层的管理,为了使共享标准和协议实现交换性,就需要在互联网的路由器上利用IP地址进行寻找,不但可以实现对动态资源的功能性查找,还可以实现对故障的预警机制。
2.3对风力资源的功率预测
通常在掌握风力发电的实时处理情况后,为了给电网提供稳定有利的条件,因此在风力发电中进行精准的实时调控预测,能够给风力发电提供更加科学的数据资料,利用这些数据资料,从而绘制出风力电场每一天的功率走势图,有利于在以后的风力发电中做好相关的预测工作。
2.4对能源路由器和互联网技术的结合
当今我国电网的分布由于很难从根本上改变发电中出现渗透的情况,因此为了保障电网具有足够的稳定性,可以使用能源路由器与互联网技术结合技术的方式,实现对信息的及时交换和控制,这是风力发电技术与互联网技术相互结合的核心关键部分。
3.未来互联网背景下风力发电技术的趋势
3.1针对大容量风力发电系统的研究
由于人们对能源的消耗日益增加,大容量风力发电机组已经成为当今风力发电技术必须研究的主要课题,只有提高对风力发电设备的利用率,才能更好地减少资源的浪费,使风力发电实现最大化的经济效益 [3]。但通常情况下,大容量风力发电技术研究比较困难,对设备、材料和控制技术的要求非常高,所以导致大容量风力发电技术研究的工作难度增加,而直驱式永磁风力发电机和多极永磁发电机作为未来大容量风力发电机组,还处于研究阶段。
3.2研究互联网并网技术和风能捕捉技术
在互联网并网技术的研究中,需要对并网技术中的转速控制进行深入的研究,通过研究,实现对发电转速的控制,只有这样,才能保障风电系统的可靠性和安全性。同时在对风能捕捉的研究中不断地调节发电机扭转功率和桨距,可以有效地实现对风能的捕捉,将更多的风能转化为电力资源。
3.3对海上风电场技术的研究
和陆地上风力资源相比较,海上的风力资源要更加充足和丰富,同时海上的风力资源相比陆地上的风力资源更加具有稳定性,受到环境影响比较小,因此海上风力资源具有更高的研究价值。但与此同时,海上风力发电技术研究中,还存在着一些技术性难题没有解决,例如海上风电资源的运输技术,风电协调控制技术以及相关设备的维修技术等,只有完美地解决了这些问题,才能使海上风电资源得以更好地发展。
结束语:随着人们对绿色环保能源的需求越来越高,因此对风力发电系统的容量也提出了更高的要求,同时为了更好地提高风能利用率,就需要根据实际情况做好风力发电技术的研究,而互联网背景下的风力发电是当今社会能源发展的趋势,为了使风力发电可以更好地适应能源互联网的发展,将能源路由器和风电并网结合,从而实现对风力发电中的技术性难题的攻克,有利于对促使我国新能源的开发奠定良好的基础。
参考文献:
[1] 阎平, 陈防, 杜战朝,等. 能源互联网背景下的两阶段风电有功功率控制[J]. 电测与仪表, 2020, 057(009):89-96.
[2] 徐萌, 龚选泰, 许小梅,等. 磁悬浮风力发电机技术现状及未来展望[J]. 江西科学, 2019, 037(003):415-419.
[3] 赵海峰. 能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及关键技术初探[J]. 门窗, 2019, No.180(24):270-270.