工业化进程的持续推进促使我国不可再生能源紧缺程度严重加剧，不利于实现工业化生产可持续发展目标。近些年来，为有效缓解我国不可再生能源紧缺局面，政府相关部门以及工业生产行业企业通过立足于可持续发展政策以及碳达峰、碳中和战略部署，重点针对可再生能源开发利用问题进行了大力实践。其中，风力发电形式作为新时期我国生产生活开发利用电力资源的主流趋势，通过合理配置与应用，基本上可以缓解不可再生能源紧缺局面，同时也可以进一步提高供电安全性以及输电安全性。目前，为进一步提高风力发电模式的应用质量以及效率水平，行业内部研究人员需要主动结合风力发电技术内容以及发展趋势，通过合理配置与高效利用，以期可以进一步增强风力发电应用效能。
1 我国风力发电应用情况及原理结构分析
1.1 应用情况
地球环境的日益恶化使得人们所面临的环境问题越来越突出以及越来越严峻。近些年来，为缓解工业生产与自然资源环境之间所存在的不协调问题，如何高效开发与利用绿色可再生能源以及相关技术手段已然成为新时期实现生态文明建设目标以及可持续发展目标的重要举措。在这样的发展背景下，风力发电模式应运而生。结合相关数据显示，我国于2020年风力发电并网装机容量已经高达7×107kW[1]。
其中，新增风电装机量已经连续多年保持全球第一的记录。不难看出，我国风力发电潜力巨大且前景良好，具有重要的可行性价值。然而需要注意的是，我国当前风力发电总量还是处于一个相对较低的水平，风力开发前景比较广阔。结合当前研究情况来看，除了可以应用陆地风力发电开发模式之外，海上风力发电开发利用模式逐渐受到政府部门及相关行业的重视，并发展成为风力发电的主流开发模式以及重点研究领域。
1.2 原理结构分析
从风力发电工作原理上来看，主要通过实现风动能、机械动能以及电能的来回转化，基本上可以满足风力发电运行需求。在具体运作过程中，可通过利用风轮转动原理将风能转化为机械能。在此基础上，所产生的机械能可以带动发电机组产生大量电能并实现输出。传输到电网之后，可以实现电力供电以及相关服务。从技术优势上来看，风力发电模式所表现出的节能性以及环保性特征相对突出，基本上可以视为一种具备绿色、可再生特性的清洁能源类型[2]。
从系统结构组成上来看，常规的风力发电系统一般都由风轮、传动系统、控制装置以及发电机等重要系统装置组成。从系统结构方面进行划分，可以将风力发电系统细化分为3种类型，分别是恒速及感应发电、变速恒频双馈式发电以及变速同步发电系统类型。结合当前应用情况来看，随着风力发电建设规模以及建设水平的不断提升，政府部门以及行业内部对于风力发电系统应用部署问题与了高度关注。通过加强资金投入以及技术开发力度，基本上可以促进风力发电系统高效稳定应用。
2 新能源风力发电相关技术应用研究
2.1 风电功率预测技术
风电功率预测技术主要通过利用相关技术段实现对风力发电系统功率大小的预测分析。根据分析反馈结果，对资源调度计划进行合理安排与适当调整，保障新能源风力发电开发利用效率水平得以全面提升。需要注意的是，风电功率预测技术可根据预测周期以及预测模型的差异细化分为多种技术手段。
一方面，按照预测周期分类可以将风电功率预测技术分为超短期预测、短期预测以及中长期预测3种类型。从应用角度上来看，超短期预测侧重于应用风电实时调度工作当中，短期预测一般多用于机组组合与备用资源调度工作当中。而中长期预测更加侧重于强调应用于系统维护以及风能资源评估分析工作当中。
另一方面，按照预测模型分类可以将风电功率预测技术细化分为3种常用手段，分别是物理法、统计法与组合模型法。其中，物理法可通过利用相关设施对风电场附近区域天气情况以及环境情况进行模拟分析。根据分析反馈结果，可掌握风电场附近的风向、风速以及气压等重要参数数据。在此基础上，通过科学创建风电功率模型，实现风电功率预测过程；统计法可通过利用相关数学函数公式对现有数据以及预测数据之间所存在的数学关系进行研判分析，并通过分析二者之间的相关性完成结果预测；组合模型法需要与其他功率预测方法进行有效整合，通过创建科学合理的预测模型，得出精准结果[3]。
2.2 风电机组功率调节技术
客观来讲，当风能密度一定时，风力发电机功率大小会对风力发电系统供电能力以及服务水平产生直接影响。为保障风力发电机功率高效稳定，技术人员要对风电机组功率调节技术应用问题予以高度重视。举例而言，当发电机组所处环境风力较小时，可通过提高风力发电机组捕捉风的能力，确保风电机组发电功率得以全面提升。情况相反时，可通过适当限制风电机组整体结构强度以及发电容量，尽量减轻机组过载程度。结合当前应用情况来看，常用的风电机组功率调节技术主要如下：
2.2.1 定桨距失速控制技术
该项技术主要通过安全固定以及科学焊接螺距风机叶片以及轮毂，确保风电机组始终处于安全稳定的运行状态。与此同时，在应用过程中，所应用的定桨距失速控制技术可以对系统结构进行简化处理，通过捕捉环境中的风速变化对涡轮机输出功率进行调节处理。需要注意的是，因设备系统中的风机叶片处于焊死状态，无法根据风速变化进行动态调整，导致该项技术风能利用率水平并不是很高。
2.2.2 变桨距控制技术
变桨距控制技术主要通过适当调节桨距角度，实现对风电机组输出功率的科学调节。在实际应用过程中，当风力发电系统输出功率明显小于额定功率时，桨距角会处于零度位置。期间，外界环境风力大小会对系统输出功率产生直接影响。情况相反时，系统会结合实际输出功率大小对桨距角进行自动化调节，保证机组输出功率不会反超额定功率，避免系统出现过载问题而引发一系列故障风险。客观来讲，变桨距控制技术基本上可以视为一种主动型控制技术，通过合理应用可以完美实现系统闭环控制过程[4]。
2.3 无功电压自动控制技术
无功电压自动控制技术在功能实现方面主要可以通过无功自动控制子系统与附属监控系统进行实现。其中，无功电压自动控制子系统可以视为一个相对独立的功能单元，在运行应用过程中，可通过实时监测风电场内无功电压运行情况，完成对系统运行调节控制。与此同时，子系统运行与状态控制可以依托于人工设置进行妥善处理，完成人工解锁以及闭锁等一系列操作。
除此之外，系统也可以依托于自动控制功能，实现设备投退过程。需要注意的是，当风力发电系统处于稳定运行状态时，子系统所表现出的无功调节能力相对优越，基本上可以满足电压稳定运行需求。如果机组设备难以完成无功功率调节过程，此时可由动态无功补偿设备进行针对性处理，完成无功补偿操作。必要时，子站也可以发挥自动调节功能实现对风电机组以及无功补偿状态的自动调节，确保无功功率可以得到充分补偿。
3 新能源风力发电技术发展趋势及建议分析
3.1 推进大型化、大容量风力发电机组高效应用
对于处于相同规模的风力电场而言，机组功率越大且单机容量越大，则表明其发电效率越高，所涉及到的运行成本越低。近些年来，随着我国风力发电技术的深入持续应用，大多数风力发电行业企业为降低生产成本，促进发电效率水平提升，重点针对大型化风电机组开发利用问题进行了研究分析。针对于此，为促进我国新能源风力发电技术高质量应用，建议在今后的发展过程中，研究人员应该推进大型化以及大容量风力发电机组高效应用，在降低生产成本的同时，提供优质的供电服务[5]。
3.2 适当增加海上风力发电所占比重
海上风能所表现出的资源优势特点相对较强，目前已经成为我国风力发电开发利用的主流趋势。针对于此，建议风力发电研发人员应该将侧重点放在海上风力发电技术应用拓展方面。可通过结合国家相关政策法规以及文件部署，对海上风力发电技术开发利用问题进行重点研究分析。通过适当增加海上风力发电所占比重，进一步促进我国风力发电建设进程健康持续发展。
3.3 朝向智能化、自动化方向驶进
当前以5G以及数字化技术为代表的智能化技术已然成为我国制造业的主流发展与应用方向。在此背景下，风力发电行业应该主动结合新时期技术发展趋势，促进新能源风力发电系统不断朝向智能化以及自动化方向驶进。在生产实践过程中，可通过引入大数据分析以及人工智能等技术手段，对风力发电运维过程以及管理过程进行重点控制[6]。
结论：总而言之，风力发电模式作为一种新兴的可再生清洁能源发电模式，所表现出的效能性以及环保性特征相对明显，具有重要的可行性价值。针对于此，建议在今后的推广应用过程中，相关行业内部应该大力发展风电能源开发利用，通过利用相关技术手段以及系统装置，全面提高风力发电效率以及应用水平。通过不断填补能源缺口，保障我国资源节约水平以及态文明建设水平得以双重提升。需要注意的是，在开发利用过程中，研究人员应该加强对风力发电技术动态发展问题的应用研究。通过不断补齐当前风力发电技术薄弱问题，保障风电能源可以在现代社会中发挥更大的优势价值。
参考文献：
[1]梁立翔.新能源发电风力发电技术研究[J].农村经济与科技,2021,32(20):5-7.
[2]丁昱苇.风力发电发展现状以及行业发展趋势研究[J].光源与照明,2021(03):124-125.
[3]张铁龙.新能源风力发电技术研究[J].技术与市场,2020,27(11):116+118.
[4]崔青恒.新能源时代电力电子技术在风力发电中的应用[J].电子技术与软件工程,2020(13):190-191.
[5]张建宇. 风力发电产业专利技术研发概况、研发热点与演进路径研究[D].内蒙古大学,2020.
[6]付增业.关于新能源发电风力发电技术的探讨[J].科学技术创新,2019(36):145-146.
作者简介：童彬鹏，（1990年10月15），男，汉，大专，助理工程师，目前从事风电、光伏建设工作。