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1 新能源风力发电的工作原理分析

新能源风力发电是指将风能通过风力发电机转化为电能的技术。风力发电过程就是把风能经由机械能转换为电能的过程，风能转化为机械能的过程由风轮实现，机械能转化为电能的过程由风力发电机及其控制系统实现。在这个过程中，风力发电机组大多为水平轴式风力发电机，其由多个部件组成，包括叶片、轮毂、增速齿轮箱、发电机、主轴、偏航装置、控制系统、塔架等[1]。

2 新能源风力发电要点的分析

（1）风力测算以及相关选址要点。新能源风力发电自身的供电稳定性与风力发电设备和所在区域的风力有着直接关系，要想充分保证风力发电所产生的电力能够满足人们的需求，就必须要对风力发电进行风力测算工作，以保证风力发电自身供电的稳定性。因为风力的变化相对比较多，故而风力发电设备的选址必须要根据相关的风力进行测算，这样才能有效保证风力发电能够产生足够的电能。

（2）与其他能源发电互补要点分析。①与太阳能发电互补的分析。我国地形特征以及气候特征在一定程度上决定了风力发电以及太阳能发电能够进行互补，进而达到可以稳定供应电能的作用。②风力发电和水力发电互补的分析。风力发电也可以和水力发电技术进行组合，以获得更加稳定的电能。在实际应用过程中，风力发电取决于风能的质量，往往不够稳定，风力发电能力随着风力、风向等的变化而变化，而水力发电完全可以人为控制输出电能，因此，可以采取风、水互补的形式，最终得到一个平稳的电能输出。③风力发电和燃气发电互补的分析。新能源风力发电于燃气发电技术指点的能源互补可以提供更加稳定的供电，若是一种装置的供电能力有所不足，另一种就能立刻提供供电的支持，这样就能为用户提供相对比较稳定的电能。在实际的应用过程中，二者之间的互补系统得到了非常好的应用[2]。

3 新能源风力发电的功率控制分析

（1）风力发电机控制。新能源风力发电功率控制可以通过风力发电机来控制功率输出。风力发电机大多采用双馈异步风力发电机。双馈异步发电机的最大好处就是可以根据风速变化进行适当调整，这样可以保证风力发电机的运行始终是最佳状态，对风能利用率的提高有很大帮助。同时，在双馈异步风力发电机运行过程中，通过控制馈入的电流参数，在保持定子输出的电压和频率不变的基础上，调节电网的功率因数，保障风力发电机的系统稳定。

（2）风力发电机变桨距控制。风力发电中的风力发电机组在安装结构上根据风轮叶片和轮毂可以分为定桨距风力发电机和变桨距风力发电机两种。定桨距风力发电机是将叶片固定安装在轮毂上，在工作过程中，桨叶是不会发生角度变化的。变桨距风力发电机在实际工作中必须解决风速变化时桨叶自动调节功率和风力发电机的制动功能。具体表现在：①变桨距风力发电机在叶片和轮毂之间采用非刚性联结方式，这样叶片就可以在工作中通过节距的调整，根据风速调整叶片和轮毂之间的角度。在实际工作中，无论风速怎么变化，叶片与轮毂始终保持在最佳的角度，在风力发电中可以提高输出功率；②在风力过大超出风力发电机的切出风速时，就会自动停止工作，桨叶可以在风机停止工作时保护风机不会受到损害。

（3）风力发电机偏航控制。风力发电机组控制系统中的风力机偏航控制非常重要，偏航控制系统在工作中与风力发电机组相互协调，可以保持风轮一直处在迎风状态，这样可以很大程度上提高风力发电机组的发电效率，同时也可以保障风力发电机组的运行安全。风力发电机偏航系统分为主动迎风偏航系统和被动迎风偏航系统。风力发电机偏航控制系统在工作中主要是在风力发生改变时，可以更好地调整风力发电机，让风力发电机始终处在风向的正前方，这样可以最大限度地捕获风能，对风力发电机的功率输出有很大提升[3]。

4 储能系统在风力发电中的应用

随着新能源电站的不断增加，电网电能过剩，使得新能源消纳成为电网亟待解决的问题之一，风力发电主要是依靠大自然风能的变化，风能存在一定的不稳定性和不确定性，而电网需要的是确定的、可控的电能，往往会通过风功率预测、理论可用功率、结合AGC最终保证电网的稳定性和可靠性。

风功率预测是通过实际气象数据/实际功率非线性转换关系寻找到预测气象数据/预测功率转换关系，采用数值天气预报，建立预测模型，物理模型是应用大气边界层动力学与边界层气象的理论将数值天气预报数据精细化为风电场实际地形、地貌条件下的风电机组轮毂高度的风速、风向，考虑尾流影响后，再将预测风速应用于风电机组的功率曲线，由此得出风电机组的预测功率，最后对所有的风电机组的预测功率求和，得出整个风电场的预测功率；

但由于风资源的不确定性和难以预测性，风功率预测准确率始终是行业内至今无法解决的一大难题，而风功率预测准确率低则会导致计划曲线和风力发电厂实际功率存在偏差，最终使得风力发电厂有功功率产生较大波动。

在电网按照计划曲线对风力发电厂通过AGC系统进行有功功率调控后，站内在大风时段必然会产生电能剩余，即限电弃风电量，而在低风速时段，则会发生输送能力不足现象。储能技术的发展完美地解决了该问题。

通过在风力发电厂增设配套的储能设施，结合预先设定的策略，使得风力发电厂在大风时段，实际发电能力高于计划，发生AGC限功率运行时，将剩余电能储存于储能系统；而在低风速时段，风力发电厂实际发电能力低于计划，负荷达不到AGC给定负荷时，将所储存电能释放，

通过“削峰填谷”，将不可控因素转化为可控因素，一是解决了风力发电功率控制的问题，确保了输出电能的稳定性和电网的可靠性；二是避免了电能量的浪费、提高了风能利用率；三是大大提升了风功率预测的准确率，降低了电网考核。