摘要：作为一种可再生的清洁能源，新能源风力发电具有良好的经济、环境效益。与传统能源相比，风能的开发利用成本低且环保安全。所以为提高风力发电水平，本文详细论述了新能源风力发电及其功率控制。
关键词：新能源风力发电；要点；功率控制
风力发电作为一种环保、清洁的分散型电源，被称为绿电力，其在发电中清洁、环保、无污染，所以风力发电对保护环境和改善能源结构意义重大。风力发电的快速发展不仅减少了对石油、煤炭等化石能源的依赖及环境污染，还促进了区域经济增长。它是现代社会最成熟、最高效的能源转换技术之一，具有无可比拟的优势。
一、新能源风力发电原理
新能源风力发电是指通过风力发电机将风能转化为电能的技术。风力发电过程是通过机械能将风能转化为电能的过程，将风能转换为机械能的过程由风轮实现，将机械能转换为电能过程通过风力发电机及其控制系统实现。在该过程中，大多数风力发电机是水平轴式风力发电机，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。
二、风力发电的特点
风力发电从其动力资源、风电转换系统及其设备、系统运行特性到电功率输出、从技术到经济方面都不同于常规发电。
1、优点。①风能资源储量丰富。如加大对风能的开发与利用，将来有可能取代火力发电，并能满足部分或大部分对电力需求大的国家。②风能是可再生资源。目前，地球上可利用的常规能源如煤炭、石油等日益匮乏，若干年后就会枯竭，但风能却是可再生资源，能无限利用。③清洁无污染。风力发电不产生二氧化碳等污染气体，且降低全球的二氧化碳排放量，使温室效应得到有效控制，有利于全球生态环境的保护。④投资少，回报快。一户可配套微型风电装置，一村可兴建小型风电装置，若是大型的风电场，可由国家、集体或个体企业负责合股建造，几年内即可收回成本。⑤施工周期短。安装一台就可投产一台，三个月就可运输安装单台风力机，一年内就可建造IOMW级的风电场。
风能发电原理2、缺点。①波动性和易变性。风速具有波动性和易变性，且难以准确预测，所以风电机组的输出功率也具有不稳定性。②原动力不可控。风力发电是以自然风为前提，而自然风的风速、风向等不可控，给风能的吸收和输出带来较大影响。③风能不能直接大量储存。电能储存技术尚不够完善，必须及时使用，大型风力发电机的输出电能更无法存储，必须与大电网相接，并网运行，只有小型风力发电机可采用蓄电池储电方式。④不宜安装在居民区。在风电机组运行时会产生机械、电磁噪声，建造时要充分考虑是否与周围环境相协调等因素。
三、新能源风力发电要点
1、风力测算和相关选址。新能源风力发电的供电稳定性直接关系到风力发电设备及所在地区风力，为充分确保风力发电产生的电力能满足人们需求，要对风力发电进行风力测算，以确保风力发电供电的稳定性。因风力的变化相对较多，所以风力发电设备的选址必须根据相关风力测算，以有效保证风力发电能产生足够的电能。
2、与其他能源发电互补要点。①分析与太阳能发电互补。我国地形、气候特征决定了风力发电和太阳能发电能在一定程度上互补，从而实现稳定供电的作用。②风力、水力发电互补分析。风力发电还可与水力发电技术相结合，以获得更稳定电能。在实际应用中，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和风向的变化而变化，水力发电完全可人为控制电能输出，所以可采取风水互补的形式，以获得稳定的电能输出。③风力、燃气发电的互补分析。新能源风力发电和燃气发电技术的能源互补能提供更稳定的电力供应，若一种装置供电能力不足，另一种能立即提供供电支持，从而为用户提供相对稳定的电能。在实际应用中，两者之间的互补系统得到了很好的应用。
四、新能源风力发电的功率控制
1、风力发电机控制。新能源风力发电功率控制可通过风力发电机控制功率输出。大多数风力发电机是双馈异步风力发电机，其最大优点是能根据风速变化适当调整，从而保证风力发电机的运行始终处于最佳状态，有助于提高风能利用率。同时，在双馈异步风力发电机运行期间，通过控制馈入的电流参数并保持定子输出电压与频率不变，调节电网功率因数，以确保风力发电机系统的稳定性。
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及轮毂可分为定桨距、变桨距风力发电机。其中，定桨距风力发电机是将叶片固定在轮毂上，工作时桨叶角度不会改变。在变桨距风力发电机的实际工作中，必须解决风速变化时桨叶自动调
节功率及风力发电机的制动功能。①变桨距风力发电机在叶片与轮毂间采用非刚性连接，这样叶片能在工作中通过调整节距，根据风速调整叶片及轮毂的角度。在实际工作中，无论风速如何变化，叶片和轮毂始终保持最佳角度，从而提高风力发电中的输出功率；②当风力超过风力发电机的额定风速时，将自动停止工作，风机停止工作时，桨叶能保护风机免受损害。
3、风力发电机偏航控制。在风力发电机组的控制系统中，风力机偏航控制较重要，偏航控制系统能在工作中与风力发电机组协调，使风轮始终处于迎风状态，从而提高风力发电机组的发电效率，确保风力发电机组运行安全。风力发电机偏航系统分为主动、被动迎风偏航系统。风力发电机偏航控制系统能在风力变化时更好地调整风力发电机，使风力发电机始终处于风向正前方，最大限度地捕获风能，提高风力发电机的功率输出。
五、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和电网电能的过剩，新能源消纳已成为电网亟待解决的问题之一。风力发电主要依靠大自然风能变化，具有一定的不稳定性与不确定性。电网需要确定可控电能，往往通过风功率预测、理论可用功率、结合AGC来保证电网稳定性及可靠性。
风功率预测是通过实际气象数据与实际功率非线性转换关系，到预测气象数据/预测功率转换关系，并利用数值天气预报建立预测模型。物理模型是利用大气边界层动力学和边界层气象理论，将数值天气预报数据细化为风电场实际地形和地貌条件下风电机组轮毂高度的风速和风向，在考虑尾流影响后，将预测风速应用于风电机组的功率曲线，由此可获得风电机组的预测功率，最后将所有风电机组预测功率求和，获得整个风电场预测功率；然而，由于风资源的不确定性及不可预测性，风功率预测的准确性一直是业内无法解决的一大问题，而风功率预测准确率低将导致计划曲线与风力发电厂实际功率间的偏差，最终将导致风力发电厂有功功率的大幅波动。
电网根据计划曲线通过AGC系统调控风力发电厂的有功功率后，在大风时段，站内会产生电能剩余，即限电弃风电量，而在低风速期，将出现输送能力不足情况，储能技术的发展完美地解决了此问题。
通过在风力发电厂中增加配套的储能设施，并结合预设策略，风力发电厂的实际发电能力在大风期间高于计划，当AGC限功率运行时，剩余电能将存储在储能系统；在低风速期，风力发电厂实际发电能力低于计划且负荷无法达到AGC给定负荷时，储存电能将被释放，不可控
因素将通过“削峰填谷”转化为可控因素。①解决了风力发电功率控制问题，确保了输出电能的稳定性及电网的可靠性；②避免了电能量浪费，提高了风能利用率；③提高了风功率预测准确性，降低了电网考核。
参考文献：
[1]袁雅琳.风力发电技术与功率控制策略[J].电子技术与软件工程,2018(21):208.
[2]胡广顺.风力发电机组功率控制系统研究[J].环球市场,2017(02):9.
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