前言：本站為你精心整理了風電智能化技術未來發展方向探究范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：近幾年，作為清潔能源的風力發電在電網中所占比重越來越大，深入研究風電場相關技術，包括智能化升壓站的監控系統、風力發電機在線狀態監測、電網接納能力及對電網安全穩定影響研究等關鍵技術已刻不容緩，這些技術的研究及應用將為風電的有效并網和高效利用提供有效保證。本文主要從風電智能化技術的特點和優勢出發，分析目前國內大規模的風電建設帶來的問題，給出利用風電場智能化技術的解決策略，并為風電智能化技術的未來發展指明了方向，即在風能資源匱乏地區加以利用能量管理方面的應用，加快實現碳達峰、碳中和的計劃目標，從而促進我國綠色經濟、低碳經濟發展。

關鍵詞：風電智能化技術；發展方向；風電機組

1緒論

1.1研究背景

在快速發展的人工智能技術背景下，多數理論及方法已經被廣泛引入到能源電力行業領域中，尤其是在新能源風力發電行業得到廣泛應用，包括傳感感知、建模、計算、存儲、傳輸、控制等方面，但是因為風力發電的區域都是在一些地廣人稀的地方，從而造成控制系統會出現很多問題，所以智能化控制系統技術出現，如果將其智能化控制技術合理地融入到風力發電自動化的控制系統中，那么可以促進該行業持續穩定的發展，對我國社會經濟建設具有著重要的作用，因此要引起足夠的重視。為了實現“雙碳”目標，必須加快構建以新能源為主題的新型電力系統，大力提升新能源消納和存儲能力，以能源電力綠色低碳發展引領經濟社會系統性變革。我國風電發展趨勢將是穩步推進風電基地的發展，積極開展分布式風電，將大規模集中開發和分布式發展模式有機結合，因地制宜發展。但是因為風力發電的區域都是在一些地廣人稀的地方，所以在控制系統中存在很多的問題。如果我們把智能化技術應用到控制系統上，可以達到很好的效果，也可以相對的促進我國風力發電事業持續穩定的發展。

1.2國內外的現狀研究

“十三五”末，全國跨區跨省輸電通道加快推進，區域電網主網架不斷完善，華北、華東特高壓主網架基本形成，華中、東北、西北主網架持續優化，區域電網形成以特高壓、超高壓為骨干網架，同步優化各級輸配電網，對分布式電源接入和用電需求多樣化的適應性進一步加強完善。如圖1所示，我國在2019年風電裝機容量已經達到了21005萬千瓦，在全球累計風電裝機容量的占比大致為32.29%，較2018年上升約1個百分點。從整體上來看，我國累計裝機容量所占比重整體一直都呈現上升的趨勢，并在全球位列前茅。在國外，美國總統布什在早年就曾提出“電網規劃”，這一規劃指出建設現代化的電力系統不但可以保護經濟安全，同時還可以促進電力系統安全的運行。這個規劃的主要內容包括了為所有用戶提供高度安全、可靠、數字化的供電服務，在全國實現成本合理、生產過程無污染、低碳排放的供電，經濟實用的儲能設備，建成超導材料的骨干網架。

2風電智能化技術的特點和優勢

作為可再生能源的風力，我國對風力發電研究進入到快速發展的重要性階段，因為風力發電有著隨機性和間歇性，就會導致在進行大規模的風電并網時會一定程度上出現影響電網的安全和電力質量的問題。為了能夠合理有效地控制出現的功率間歇性和波動性問題，則需要重點對風電設備的有效功率進行平衡。但增加對應的平衡設備又會導致電網側設備規模的不斷擴大，從而導致風電設備發電的效率降低，所以在風力發電的過程中，最為關鍵的就是智能化技術的應用，可以有效地對電網的整體發電效率進行提高。

3目前國內大規模風電帶來的問題

3.1電網電壓控制難度高

隨著風電場不斷地大規模接入電網，使得部分電網出現了較大困難，這個困難就是電網運行電壓控制。目前中國的風能資源離負荷中心較遠，風電大多數是接入一些薄弱的電網，并且這些電網很少受常規水火電廠的支撐，因此，這些區域的電網電壓非常容易受到電場中有功或者是無功出力的干擾。倘若有陣風經過風電場時，在短短的分鐘內，風功率有極大的可能出現大幅度的漲落，從而風電場中并網點的電壓受到大幅度的波動。因而如何更好的應對風電中的波動性特點，風電場中側自動電壓的控制問題一直受到相關技術人員的關注，并為之研究。

3.2局部電網接納能力不足

電網的風電接納能力受多種因素的限制。無功電壓問題電壓穩定性、暫態穩定性調頻、調峰、電能質量等都是限制風電接入容量的重要方面，并且在不同電網，限制風電接納能力的因素略有差異，比如在吉林電網調峰、調頻問題是限制風電出力的主要矛盾，而在張家口地區無功電壓及線路熱穩定問題是限制風電出力的主要因素；并且隨著風電容量的增加限制因素可能變得更加復雜，解決這一問題需要在統籌規劃技術改造和管理等多方面開展工作。

4利用風電場智能化技術的解決策略

4.1降低電網電壓的控制難度

定速風電機組運行中需要從電網吸收一定的無功功率，雙饋變速風電機組和永磁直驅風電機組普遍采用定功率因數方式運行。對于小型風電場采用集中無功補償后，風電場電壓控制問題不大，但對于大型風電場需要風電機組具有一定的無功調節能力，這需要通過技術和管理手段促進風電機組制造廠家進行技術改造。國內大部分已運行風電機組普遍不具有無功調節能力，風電場的無功控制只能通過額外安裝靜態或動態無功補償裝置來實現。電網已經頒布的一系列標準規定已經提出了無功調節的要求，用于指導在建風電場進行無功建設。

4.2加大局部電網的技術升級

一方面，要加快風能資源豐富地區電網裝備技術升級。大陸風能豐富的地區基本都處在偏遠、落后且電網結構薄弱的地區。風能大規模集中開發的首要的問題是如何將巨大的風能安全地接入電網。因此，必須在風能資源豐富的地區全面升級電網技術裝備。另一方面，也要升級電網大范圍優化資源配置的技術。我國能源資源的分布和經濟發展特點要求我國電網必須具有在較大范圍內優化資源配置的能力，我國風能資源豐富地區主要分布在“三北”地區，大量風電功率需要遠距離外送需要建設特高壓骨干網架的堅強智能電網，提高電網資源配置能力，當前電網已經開展了一些相關研究需要立足于已有研究成果進一步深化。

5我國風電智能化技術未來的發展方向

5.1風能資源匱乏地區的應用

完善風能資源數值計算與分析標準，逐步建立山地和近海風電場風能資源評估、風尾流以及風電場風功率預報有關的規范化數值計算標準與方法。隨著大規模風電的發展，建立一整套大型風電場風能資源評估數值模擬計算標準與方法，形成和應用完善的風電場風能數值預報標準化計算方法，主要包括短臨和短時預報，中期和長期趨勢預測等標準化技術方法。研究適用于高空風能資源利用的風能資源評價技術，制定區域風能資源質量評價標準。

5.2分布式系統方面的應用

結合我國的實際國情，研制實用型分散式風力-太陽能發電系統，符合我國由大機組、大電廠、大電網向大電網與小型、分散電源相結合的新能源發展政策。根據系統發電、負荷用電狀況，實現系統的供需平衡，靈活實現各分散電源的組合。現場能量管理系統在可再生能源大于負荷需求時，可將多余的電能用蓄電池儲存或用于輔助供電，比如制氫等，或根據上一級調度的要求將多余電能提供給大網，可再生能源不能滿足基本負載要求時，在充分利用可再生能源的前提下，不足部分由大網來進行適當的補充。

5.3加快實現碳達峰、碳中和

我國在2014年首次提出了碳達峰和碳中和的計劃，該計劃有利于減緩二氧化碳的排放速度，同時二氧化碳的排放規模也能得到有效緩解。為達到“雙碳”的終極目標，提高能源的效率，并改善能源結構，必須要加快煤炭消費率先達峰計劃的推進工作，從而實現能源轉型替代。全國各地也在不斷地增加生物質能源的利用率，比如太陽能發電、風力發電、核能發電等等，不僅如此，在實現煤炭代替的同時也要注意煤炭的高效利用，并不斷創新碳捕捉技術，在談的二次利用中也能實現低碳化的目標。

6結語

綜上所述，智能化的風電系統主要是通過在智能化信息大數據和云計算信息技術兩者的應用下，提升風能資源預測水平，加快分布式系統方面的應用等。通過將智能化技術與互聯網進行一體化應用，能夠促進風電系統新型管理模式的形成，并使得風電系統在運行過程中產生的各種管理問題得到高效的解決，進而為我國風力發電場可靠、穩定運行提供強有力的技術保障。

作者:史明亮 單位:國華能源投資有限公司