风力发电的调频技术研究综述论文_王刚

风力发电的调频技术研究综述论文_王刚

(辽宁大唐国际新能源有限公司 辽宁省沈阳 110000)

摘要:风力发电作为可再生能源之一,越来越受到各国的重视。风力发电依靠大自然的力量向没有燃料问题、辐射或空气污染的人供电,已成为研究人员研究的重点课题。

关键词:风力发电;调频技术;储能

引言:

近年来,中国在风力发电方面取得了显著进步。风力发电也为中国能源产业开辟了一个新的世界。因此,风力发电的能量得到了有效的提高。满足生产和生活的需要是当前工作的重要组成部分。调频技术的出现可以有效地提高设备的存储容量,提高其容量,具有重要的发展意义。

1风力发电调频技术的必要性

1.1风力发电前景广阔

由于具有发电成本相对稳定和环境污染较为轻微,因此风力发电的发展前景是广阔的。发电成本接近传统电力,因此逐渐受到世界各国的重视。所以,我们应不断探索和加强风力发电技术的实践,提供充足的能源保障,促进我国经济发展。

1.2风力发电技术完善

实现了基于变桨距技术的风力发电恒桨距恒速运行变转速控制技术。功率调节是风力发电的关键技术之一。随着风力机从定桨距到变桨距变速的恒定速度,风力机控制系统可通过风速和风向连接到机组上,机组可通过变速系统控制机组的速度和功率。为了提高机组的效率和安全性。性和可靠性促进了年度发电量和质量。

2风力发电调频技术

2.1转子惯性控制

当前工作中应用到的风力发电机主要具有两种类型:一是定速型;二是变速型,前者在过去的发展中采用较多,容量较小,不能满足工作中的要求,因此在后续的发展阶段逐渐被淘汰。而变速型的风力发电机成为应用中的主要设备,并且分为两种类型,一种是广泛使用的双馈型风机,另外一种则是直驱型风机,两者之间的区别在于后者的波动范围要高于前者,因此在控制上具有一定的缺陷,不能满足灵活性的特点,为此在实际的工作中,应该寻求更大的突破。转子惯性控制与风力发电机自身所具有的惯性能力以及运行时的状态具有直接的联系,因此从这两方面入手能够更加灵活的对转子惯性进行控制。

2.2转子超速控制技术

转子超速控制技术比转子惯量控制更有效、更全面地控制转子转速。它还可以使风扇不再处于最大功率点,从而保留部分功率储备,并可用于频率调节。转子超速控制技术主要包括控制环节的设计和风机运行方式的改进。通过释放部分动能来调节频率响应变化能力,可以大大提高整个机组的发电能力,其中FRQ的功能。UUTY规则得以实现。虽然转子速度控制具有上述优点,但在频率调节过程中存在着控制和操作的盲区。当风速达到或超过额定值时,机组将主动通过桨距角的控制来达到平稳的功率。此时,转子转速的增加已经失去了对电力的主要提升效果。因此,转子速度控制操作仅限于额定风速。

2.3变桨控制

上文中提到的桨距角是在变桨距控制的过程中得以体现的,这一控制的最大优点在于能够在最大功率的控制范围内得以运行,并且还能为自身保留一定的容量,桨距角的大小受到风力情况的限制,如果桨距角越大,那么可备用的有功功率也就越多,进而在实际中所捕获的风能也会呈现出下降的趋势,根据桨距角大小的不通,可以有效的控制风能的捕获量,因此桨距角是一项重要的参考依据,加强其在实际应用中的调节能力,可以有效的实现对风力功率的有效控制,但是应该注意的是,不要过于频繁的对桨距角进行调节,这样反而会造成适得其反的效果,因为这对于风力机组会产生一定的负面影响,造成机械的磨损严重,进而设备的使用寿命也会受到影响,在无形之中反而又增加了运行的成本,不能满足风力发电的经济效益。

2.4功率控制方法

传统的功率控制方法可分为两种:风机工作状态下的网外运行和并网运行。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆只要发电机停机运行控制系统的最大功率跟踪,就实现了风机的放电保护,有效地控制了制动,发电机的功率是恒定的,风力发电机运行良好。对于并网型风力发电机组,功率控制过程应以风速变化为基础,以实现恒功率。

3储能参与风电调频

在风力发电中,储能系统的组要作用是储备足够的能源,起到“后勤保障”的作用,储能系统具有较为灵活的控制能力,并且在短时间内就能够响应程序所提出的内容,并且更重要的是在性能方面更加稳定,风力系统在参与频率调节的过程中,储能系统是重要的组成部分。储能系统在风电机组以及在风电场中都能得到更加充分的应用,但是如果应用不当,也会造成一定的损失,例如成本较高,导致经济效益的不稳定,或是在容量储备方面达不到要求等,这些问题都会在一定程度上影响到风力发电的发展,因此在当前的工作中,研究人员对这一系统进行了进一步的研究,发现将储能系统与上述的转子控制进行有效的结合,可以有效的控制不利因素的产生。例如在转子转速的控制过程中,具有灵活性的特点,因此在应用的过程中第一时间会对系统的频率变化进行相应,进而提高储能的经济效益,对于成本的控制也具有重要的影响。又如在变桨控制的过程中,在一定的时间内,储能系统可以持续的应用在系统频率的调节过程中,并且不会受到外界的干扰,在这种情况下,也可以将储能的运行成本得到有效的降低。从全局的角度出发,针对储能系统运行的过程,可以得出结论,在今后风电机组发电的过程中,储能系统是其中的重要一个环节,应加以有效的利用。

4风力发电调频技术的发展前景

4.1中压变流器拓扑功率不断增大

根据近年的不断研究,为了使风力资源的成本降低和转换风力资源的效率,风力的涡轮发电机的发电功率得到了飞快的增长。器件的额定功率不断的得到提高,而且开关和导通也逐渐的改善,所以多电平变流器所具有的优点会不断的被人类所挖掘出来。风力发电的系统优劣是由开关损耗的导通损耗和比率所决定的,即使在工作中多电平变流器的导通受到较高的损害,但是它的开关频率却是十分的低,所以说它的开关损耗也会随之变得十分低。多电平变流器在使电压的额定值不断提高的过程中,可以把风力电场和风力涡轮的发电机身上的变流器之间的配电与网络相连接,所以就可以有效的把笨重的表压器所淘汰。

4.2风力电场的具有的储能技术

风力电场可以很好的使风力发电在技术和经济上具有很强的吸引力,储能系统对维持电压频率具有很重要的作用,它不仅可以在15min之内为海量储能,还可以在很短的时间之内吸收和注入一定的能量。在整个风力发电的系统中包含了许多种的储能系统。关系到风力发电技术的蓄电池的储能系统,液态蓄电池是最好的蓄电系统,因为它可以很好的提供单位储能和送点成本的最佳状态,和之前的蓄电系统进行比较,液态蓄电池系统的优势主要是很好的使澳和锌两种化学材料之间发生的化学反应结合起来,这样的蓄电池可以很好的使能量密度高于铅酸的蓄电池系统。并且在一定程度上节省了体积和重量,重要的是它的功率特性可以通过不一样的影响使性能发生不同的改变。

4.3海上的风力发电

风力涡轮的发电技术将不断的朝着离岸的趋势发展,因为海上的风能资源是十分丰富的,在海水较浅的地方可以安装风力的涡轮发电机进行发电,最重要的是,在离岸安装涡轮发电机,发电所产生的能量非常巨大,可以多出在陆上的涡轮发电机能量的一倍左右。用传统的空气流通的热量可以很好的使输电系统得到调节,进而解决电阀和风电场的相连,在高压直流把输电连接到电网和电场组织的时候,电同时被运送到了负载中心。

结束语:

通过对风力发电的调频技术的相关研究,我们可以发现,调频技术的多项优势特点决定了其在实践中的地位,有关人员应该从风力发电的客观实际需求出发,充分利用既有优势,研究制定最为符合实际的调频技术应用实施方案。

参考文献:

[1]李茂东.新型风力发电模式[J].科学启蒙.2018(01)

[2]贾常艳.混合发电模式主导未来电力系统[J].电器工业.2017(07)

[3]风电已成欧洲最廉价发电模式[J].能源研究与信息.2017(02)

论文作者:王刚

论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期

论文发表时间:2019/5/6

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