《風(fēng)力發(fā)電與風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展》

1 引言
    眾所周知，地球上煤炭、石油和天然氣等礦物能源的蘊(yùn)藏量是有限的，人類賴以生存、發(fā)展的能源總有一天要枯竭，并且不斷增長(zhǎng)的能源消耗所造成的環(huán)境污染和安全問(wèn)題已經(jīng)成為社會(huì)的主要突出矛盾。水力和核能是目前除化石燃料之的主要能源利用形式，雖然水力不存在煙氣和放射性污染，但建設(shè)水電站對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響和破壞卻不可低估，核電站的輻射安全和核燃料棒廢料以及輻照?qǐng)?bào)廢設(shè)備的處理更是令人頭疼的問(wèn)題。無(wú)論從人類將來(lái)的能源危機(jī)，或是眼前的環(huán)境污染問(wèn)題來(lái)看，研究開(kāi)發(fā)風(fēng)能、太陽(yáng)能和潮汐能等新能源已成為當(dāng)前人類十分迫切的需求。
    在它們中間，研發(fā)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)具有特別重要的意義，因?yàn)榈厍蛏咸N(yùn)藏的風(fēng)力資源十分豐富，而且風(fēng)力發(fā)電是目前新能源中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模化發(fā)展前景的可再生能源，風(fēng)電發(fā)展越來(lái)越受到各方的高度重視。目前全球風(fēng)電裝機(jī)容量以每年百分之二十八的速度增長(zhǎng)。開(kāi)發(fā)利用風(fēng)力資源，需要許多高新技術(shù)，特別是電力電子技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的支持。將最新的電力電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，將提高風(fēng)力發(fā)電的效率和電力變換質(zhì)量，降低風(fēng)電的成本，使得清潔可再生能源逐步替代傳統(tǒng)的礦物燃料，以改善人類生存的環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 風(fēng)力發(fā)電簡(jiǎn)介

2．1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的組成
    風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、電能變換單元和控制系統(tǒng)組成。風(fēng)輪通過(guò)葉片捕獲風(fēng)能，是吸收風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的部件；發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能一電能轉(zhuǎn)換。由于異步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，目前陸地風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電幾乎均采用異步發(fā)電機(jī)。
    發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能有兩種處理方式：可以直接給負(fù)載供電或并入電網(wǎng)；也可以通過(guò)儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行蓄能，再由電能變換單元將儲(chǔ)能設(shè)備輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，然后再供給負(fù)載或并網(wǎng)。鍺能設(shè)備作為中間環(huán)節(jié)不僅可以將能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，還兼有穩(wěn)定電壓的功能，這樣對(duì)負(fù)載供電更平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊亦可減小。
    風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是綜合性控制系統(tǒng)，不僅要監(jiān)視電網(wǎng)、風(fēng)況和機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，對(duì)機(jī)組進(jìn)行并網(wǎng)、脫網(wǎng)控制，以確保運(yùn)行過(guò)程的安全性和可靠性，而且還要根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向的變化，對(duì)機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化控制，以提高機(jī)組韻運(yùn)行效率和發(fā)電量。

2．2對(duì)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的要求
    在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中需要解決的基本矛盾是如何在風(fēng)速變化的情況下，獲得較穩(wěn)定的電壓輸出，以及如何解決無(wú)風(fēng)時(shí)的用電問(wèn)題。既要考慮到風(fēng)能的特點(diǎn)，又要考慮到用戶的需要，達(dá)到實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行效果，關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一就是要有個(gè)穩(wěn)定、可靠、功能齊全的控制系統(tǒng)。

2．3風(fēng)電控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程