电力电子技术在风能发电系统中的应用

电力电子技术在新能源发电领域中的应用

摘要：市场经济的快速发展，加快了我国的工业化进程，人们在生产、生活中的电能需求逐年增加。如果单纯依赖传统的发电方式与技术，往往难以满足电能使用需求，还会造成更加大的能源与环境问题。当前，新能源发电技术在电力系统中逐步得到了普遍的应用，与传统的发电技术相比，新能源发电更为清洁，能够大大减少不可再生能源的消耗与环境的污染问题，促进电力行业的可持续发展。因此，新能源发电技术将逐步成为电力系统中的关键技术。

关键词：电力电子技术；新能源发电；应用

0 引言

从目前世界的能源结构来看,以资源有限、污染严重的石化能源为主的传统能源结构将逐步转变为以资源无限、清洁干净的可再生能源为主的新能源结构。太阳能、风能、海洋能、生物质能、地热能、燃料电池等可再生能源作为新兴的绿色能源,以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点,正得到迅速的推广应用。电力电子技术作为可再生能源发电技术的关键,直接关系到可再生能源发电技术的发展，可再生能源发出大小变化的直流电或频率变化的交流电,需要电力电子变换器将电能进行变换。

1新能源介绍

随着全球经济的快速发展，如石油、天然气、煤炭等应用广泛的常规能源储备日益减少，且化石燃料燃烧产生的二氧化碳等温室气体严重破坏生态环境。新能源的推广越来越受到人们的关注。新能源是指通过对新技术的应用开发的如风能、太阳能、海洋能、地热能等的可以有效利用的再生能源；还包括甲醇、沼气、氢能等由可再生能源衍生出来的能源。相对于常规能源，新能源具备污染少、可再生等优点，各个国家和地区纷纷致力于研究和开发环保型可再生能源。

2电力电子技术

电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整电子产品流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用，开启了电力电子技术的整流时代，使电解、牵引、传动等工业得到飞速发展。交流电机的变频调速技术的迅速发展和GTR和GTO的大规模使用将电力电子技术带入到了逆变时代，但当时的逆变还只停留在低频范围内。八十年代，大规模集成电路向着超大规模集成电路迅速迈进，IGBT和MOSFET应运而生，使传统电力电子技术向现代电力电子技术跨越。现代电力电子技术是一种节能、智能化、自动化、机电一体化的基础,并广泛应用于电机传动、电机工程、材料科学、微电子技术、航空航天等领域。在电力系统中，现代电力电子技术的身影无处不在。随着传统化石燃料的不断消耗以及人们环境保护意识的不断增强，新能源发电备受关注。新能源发电的能量源头一半来自于风力、太阳能、潮汐能、地热能、生物质能等等。然而与燃烧传统化石燃料发电相比，这些新能源发电存在着规模小、不连续的劣势，但是电力电子技术却恰恰能改善这些劣势。

风力发电中电力电子技术的应用

摘要：电力电子技术的应用与风力风电技术的发展息息相关，在许多环节中都扮演着比较重要的角色，它已经成为了风力能源发电向前发展不可缺失的一部分。风能源发电尽管初期由于技术上的不完善，存在着诸多的问题，当随着现在科技的不断发展，风力发电事业也不断的发展扩大，甚至成为当前社会电能的主要来源，作为一种可持续发展的能源，在未来的发展中无疑具有无限的拓展空间。望我国持续的创新发展新能源，开拓出更多可以持续利用的能源，把它们应用于人们生活的方方面面，造福于社会，推动祖国经济事业的又快又强发展。

关键词：风力发电；电力电子；技术应用

1风力发电基本概述

风力发电是指将风的动能转化为电能，从而为国家电力系统提供大量稳定的电能。风力发电能够充分利用风能这种清洁的可再生能源，并且可以产生能量巨大的电能，有着足够替代火力发电、水力发电、核能发电的潜力。实际上，风力资源作为可再生能源，不但具有清洁、无污染的特性，更是能够通过风力发电产生巨大的电能。据估算，如果能充分利用风能进行发电，其发电量几乎是全世界水力发电量的 10 倍。风力发电机主要可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种。但是，风力发电也存在一些不容忽视的缺点，包括占用大片土地，对地区风力资源要求高，建设应用成本高等.

2国内风力发电现状

2.1我国风能资源丰富

我国幅员辽阔，陆地边疆总长超过 2万公里，海岸线总长也在 1.8 万公里以上，据气象部门的调研资料显示我国风能资源丰富，仅可供开发利用的陆地风能资源便高达 253GW，而可供开发利用的海洋风能资源更是陆地风能资源的 3 倍之多。可以说从东南沿海到西北川藏、青藏高原地区，都蕴藏了丰富的风能资源。据统计，年平均风速在 6m/s 以上地区占我国国土总面积的 l%，风能资源极其丰富，位居世界第三（第一、二名分别为美国、俄罗斯）。

电力电子技术在新能源领域的运用研究

摘要：

在新时代背景下，群众生产活动多种多样，出现了严重能源耗损现象，对生态环境产生了直接影响。本文主要针对新能源领域电力电子技术应用进行深入研究，综合现实需求提出完善措施。

关键词：电力电子技术；新能源领域；技术应用

引言：

在经济快速发展背景下，各种能源消耗逐渐增加，能源短缺已经成为社会发展需要解决的主要问题。在新能源开发技术出现后，为解决能源短缺问题提出了全新方案，在新能源开发利用中，需要借助电力电子技术优势，保证新能源开发利用效果。本文在研究过程中，首先对电力电子技术进行了介绍，之后对电力电子技术在新能源领域应用的具体方法进行深入研究，希望可以为技术普及创造良好空间。

1电力电子技术介绍

电力电子技术的主要功能是完成电能即时转换，同时也能对电能进行控制的一种技术。在电力电子技术中包含电力电子设备和电力电子系统以及电力电子器件。目前电力电子技术在多个领域中得到广泛使用。对于新能源领域来讲，电力电子技术合理使用可以将新能源逐渐变换成电能，使用电子信息技术改造是传统产业发展的有效途径。电力电子技术优势在于可以降低日常耗能，降低日常工作投入，对经济领域发展具有促进作用。电力电子技术属于新型技术手段，可以满足现代科学和工业发展需求，在新能源领域若想保证电力电子技术应用效果，需要在宏观角度进行分析，制定完善技术应用方案，发挥出电力电子技术的全部作用。

2新能源领域电力电子技术应用优势 2.1保证新能源行业稳定发展

电力电子技术和传统技术在核心内容方面有所不同，电力电子技术可以实现电能转换，满足新设备运行要求。在使用电力电子技术过程中，需要重视控制电路、电子器件和转换电路的组合状态，保证电力电子技术应用效果。电力电子技术和控制技术有着直接联系，在材料学和电气工程学方面的表现更为明显。在电力电子技术出现后，整流设备应用范围逐渐增加，只有保证新设备应用效果，才能促进新能源领域朝着健康方向发展。

风力发电与电力电子技　．　李建丽李黎黎　（青岛大学自动化工程学院　山东青岛　２６６０７１）　４　一嚣　摘要：在风力发电的推广应用中，电力电子技术起着非常重要的作用，是风电发展的关键　发电系统运行性能的改善作一些探讨。　关键词：风力发电　电力电子技术并网运行　中图分类号：ＴＭ６１４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—９０６４（２００６）０５—００８１—０２　ｌ风力发电系统的组成及其特点　不论是独立运行的风电系统还是并网运行的风电系统，　其主要的组成部分都包括以下几个模块：风机、发电机和控　制系统。由于风力发电的一次能源即风能是间歇性的，发电　机会经常处于启停状态，　此发电机类型常选为异步发电　机。而正是这些因素才使得风力发电系统有着不同于常规发　电系统的特点：　（１）输入风能的变化具有随机性，如果不采取任何措施，　风力发电机输出的功率将随着风速的变化而波动，从而影响　发电系统的电能质量。　（２）含异步发电机的风力发电机组运行时输出有功功　率，同时要吸取无功功率。不与电网连接的风电系统必须配　有无功补偿装置，这种补偿装置可以是固定电容器组，也可　以是电力电子器件组成的补偿设备。如果与电网相连，异步　发电机吸收的无功可以部分或全部从电网获取，但依然要根　据Ｊｘ【力发电机的类型及电网的要求来确定是否增设无功补　偿装置。　（３）异步发电机无电压控制能力，电压波动容易超出允　许范围。　以上这些风力发电系统的特点，也可以说是缺点，随着　电力电子技术的应用正Ｅｔ益得到改善。　２风力发电系统中的电力电子技术　风力发电既可独立运行，也可并网运行。对于独立运行　的风电系统，其可靠性和稳定性不如并网运行的风电…，因　此风电并网运行成为发展趋势。　风电并网运行与电力电子技术有着密切的关系。通常有　两种与电网连接方式：一是直接与电网相连，二是通过电力　电子器件组成的变换器与电网联接。　直接与电网相连的风电场，为了限制异步发电机在并网　瞬间出现较大的冲击电流，配有软并网装置，即在异步发电　机定子与电网之间每相串入一只双向晶闸管，并网后由一个　接触器的动合触头将其短接。此外在异步发电机的出口处还　装有无功补偿设备，其框图见图１。　力