风力发电机并网存在的问题
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风力发电机组并网控制研究随着能源危机的不断加剧,新能源的研究和应用也越来越受到人们的重视。
而风力发电作为新兴的清洁能源之一,在全球范围内得到广泛的应用和发展。
并网控制是风力发电机组运行的重要环节,也是保障电网稳定安全运行的关键技术之一。
本文将从风力发电机组的基本原理、并网控制的必要性以及现有的研究成果等方面展开讨论。
一、风力发电机组的基本原理风力发电机组是将风能转化为电能的设备。
其基本原理是通过风轮带动发电机,将机械能转化为电能。
风轮是风力发电机的核心部件,通常由叶片、轴承、转子和塔筒等组成。
叶片是最关键的部件之一,其设计和制造对风力发电机组的性能有着决定性影响。
同时,还需要在风力发电机组上安装控制系统,以确保机组安全、高效地运行。
二、并网控制的必要性在风力发电机组发电的过程中,电能需要被传输到电网上。
这就需要将风力发电机组与电网进行连接,并实现对电能的输出控制。
并网控制的主要目的是保证风力发电机组稳定运行,并且将其产生的电能稳定地注入到电网中,确保电网的稳定运行。
此外,为了保证电网的电压、频率等相关参数不受影响,还需要对风力发电机组进行电能调节和功率控制。
三、现有研究成果对于风力发电机组并网控制技术的研究,已经取得了不少成果。
目前,主要有以下几个方面的研究:1. 并网控制策略为了保证风力发电机组和电网的稳定运行,需要制定一套科学的并网控制策略。
当前,主要采用的策略包括主动、被动和协同控制等多种方式。
具体的控制策略应该根据风力发电机组的结构特点、电力系统的要求和自身应用场景等因素进行选定。
2. 风力发电机组建模与仿真为了研究并网控制的效果,需要对风力发电机组进行建模和仿真运行。
通过建立风力发电机组的数学模型、模拟其在不同负荷条件下的运行状况,可以帮助我们更好的掌握其运行规律并预测其性能表现。
3. 电网对风力发电机组的响应在风力发电机组发电过程中,由于电网的运行状况会直接影响到其输出的电能,因此需要对电网对风力发电机组的响应进行研究。
风电新能源并网技术研究摘要:在构建绿色社会的理念指引下,为了减少环境的污染,多数传统能源使用领域逐渐以电力商品来作为第一优先替代能源。
在这种背景下,电力行业的发展就迎来了全新的时期。
风电作为一种生态效益显著的资源开发形式,近年来受到全社会的广泛关注,风电是以自然资源来作为能源转化的一种重要形式,相对于传统的火力发电而言,其生态价值更为显著,十分契合构建绿色社会的发展观。
尽管风电的优势性如此明显,但是风电并网过程中,仍然存在着一定的不足,从而影响了电网的稳定性。
基于此,就需要结合风电发展的趋势,来加强对并网技术的研究与应用工作,从而让风电更好地并网运行,发挥出其生态作用。
关键词:风电工程,新能源,并网技术。
1风电新能源发展现状风能利用技术主要是采用大齿轮的风轮对小密度的风能进行转换,但是现有风轮机对于风能的开发利用程度较低,受各种因素的影响,造成风轮机的效率维持在20%-50%之间。
风的方向和速度具有不确定性和间歇性,电能波动较大,考虑风力机组的本身特性,造成得到的电能具有较大的差异性和波动性。
我国具有丰富的风能资源,但是在对风能资源的利用上却比较受限。
由于资源本身比较丰富且难以储存,造成对于风能的利用成本远高于发电环节的成本,因此在蓄电方面受限,对于电力的运用不充分。
另外,由于电网的不可调度性及风能不可控性,无法对风力风电实现行之有效的调度,与此同时,部分地区缺乏先进的机组设备,造成对电力运用受限,加大了调度的难题。
就目前来看,由于技术受限,因此各地区风能利用率较低,且电网调度困难,影响电力系统的发展。
对此,首先应考虑风电对于电能质量的影响,通常采用异步发电机规避风电单机的影响,直连配电网。
丰富的风电资源距离核心用电区较远,电能的远距离传输会造成谐波污染,使得电压闪变风险系数变大;其次,实现对电网的调度和规划,可以最大化利用现有的风能资源,但是由于风能调峰量具有一定的局限性,制约了对风电的使用率,一旦电网无法实现对功率的有效控制,很容易造成风力注入受阻问题。
风力发电机组并网控制与功率协调技术随着资源的匮乏和环境保护的呼声日益高涨,可再生能源成为热门话题。
风力发电作为其中的重要一环,其并网控制与功率协调技术的研究和应用显得尤为重要。
下文将从风力发电机组的并网控制和功率协调两个角度进行论述,展示风力发电的发展现状和未来趋势。
1. 风力发电机组的并网控制技术风力发电机组的并网控制是指将风力发电机组的电能输出与电网进行连接,实现发电功率的传输和利用。
1.1 并网方式及控制策略目前,常见的风力发电并网方式有直驱式和机械变速器式。
直驱式风力发电机组将风轮与发电机直接连接,无需机械传动装置,具有结构简单和可靠性高的优点。
而机械变速器式则通过机械变速装置将风轮的转速与发电机的额定转速匹配,提高发电效率。
在风力发电机组的并网控制中,需考虑风速、电网频率和功率等因素。
根据这些因素的变化,可以采用最大功率点跟踪(PPT)和恒速控制等策略,实现发电机组的最佳工作状态和最大发电功率输出。
1.2 并网保护与电网稳定性风力发电机组并网时,需考虑对电网的保护和稳定性。
并网保护主要包括过流保护、过频保护和过压保护等,通过在风力发电机组并网过程中监测和控制这些保护参数,确保电网运行的安全可靠。
另外,风力发电机组并网还需关注电网稳定性。
由于风力发电机组输出功率的波动性,可能会对电网频率和电压产生影响。
因此,需要通过有功和无功功率的控制,实现风力发电机组与电网的无缝衔接,提高电网的稳定性。
2. 风力发电机组的功率协调技术风力发电机组的功率协调是指通过合理的控制手段,使不同风力发电机组之间的功率输出协调一致,提高整个风电场的发电效率。
2.1 多机组的功率协调在大型风电场中,通常会有多台风力发电机组并列运行。
为了协调多机组之间的功率输出,减小风力发电机组之间的相互影响,可以采用功率控制策略。
这些策略主要包括基于功率参考值的PID控制、模型预测控制(MPC)和群控制等。
2.2 风电场的功率调度风电场的功率调度是指根据电网需求和风力资源情况,合理分配和利用风力发电机组的功率输出。
风力发电和光伏发电并网的问题和对策摘要:伴随新能源发电的应用越来越广泛,风力发电和光伏发电已经成为十分重要的发电方式,风力发电和光伏发电并网也成为电力发展的重要内容.在实际的运作和调度过程中,风力发电和光伏发电并网还存在诸多不足,如存在孤岛效应、缺乏稳定性、发电机组相关技术有待提升和增加电力企业经济负担等,限制了并网的高效实施.基于此,文章针对风力发电和光伏发电并网问题展开研究,提出相应的优化对策,包括研发新型配电系统、优化风力发电和光伏发电系统的设计,以及加强对孤岛效应的检测,可以为供电安全和电能社会效益的提升提供一定参考.关键词:风力发电;光伏发电;并网;问题;对策1分析风力发电与光伏发电并网的特点和现状1.1 并网光伏发电并网光伏发电是将太阳能光伏发电和电网系统连接在一起,为电力系统提供无功和有功功率,推动光热资源向电能资源的成功转换,在变压器的影响下,将电能资源转换为与电网相一致的电压,确保后期在系统中的正常传送。
此外,由于不使用电池,不仅减轻了对环保的压力,还降低了对能源的浪费,保证了电力供应的稳定、可靠,改善了电力系统的运行环境。
而且,由于太阳能电池板的运作体系并不算太过复杂,所以在一定意义上,还能免去许多麻烦的运作程序,因此收益也远大于投入。
1.2 并网风力发电并网风力发电是指将风力发电系统与市政电网的完全融合,实质上是一种以市政电网发电为基础,以风能这种可再生清洁能源为补充的新型供电形式。
风力发电是一种可循环使用的可持续发展方式,可降低环境污染,提升资源利用率,降低新能源消费。
然而,在风电发展过程中,由于风电资源的限制,在风电发展过程中,由于风电的非平稳特性,导致对风电发展过程中的信息与动力缺乏敏感的认识。
若技术不够成熟,无法预先做好风电的准备工作,必然会对风电的效益产生不利的影响。
2风力发电与光伏发电并网解决措施2.1 加大对并网孤岛效应的检测力度在逆变器负荷的作用下,系统在并网过程中,有可能产生故障,此时,系统的输出频率将产生巨大的偏差,长期下去,将产生“孤岛”效应。
海上风电场并网的影响及对策海上风电出力随机性强,间歇性明显,机组本身的运行特性和风资源的不确定性,使得风电机组不具备常规火电机组的功率调节能力。
因此,海上风电场并网会对电网的运行产生一定的影响,本章将从研究风电机组的电气特性出发,详细阐述风电出力的特点,进而指出风电场并网对电网的影响,最后给出相应的解决措施。
3.1 海上风电场并网的影响针对风速的随机性、间歇性导致海上风电功率的不确定性大,以及风电机组本身的运行特性使风电场输出功率具有波动性强的特点,需要从系统电压、频率以及系统的稳定性等方面研究海上风电场出力的特点和海上风电场并网对电网的影响,以提出相应的对策和解决措施。
3.1.1 风电出力的特点(1)风电出力随机性强,间歇性明显。
风电出力波动幅度大,波动频率也无规律性,在极端情况下,风电出力可能在0~100%范围内变化。
风电出力有时与电网负荷呈现明显的反调节特性。
风电场一般日有功出力曲线如图3-1所示。
图3-1 风电场一般日有功出力曲线可见,风电功率出力的高峰时段与电力系统日负荷特性的高峰时段(8:00—11:00,18:00—22:00)并不相关,体现了较为明显的反调峰特性。
一些地区全年出现反调峰的天数可占全年天数的1/3~1/2。
反调峰的现象导致风电并入后的等效负荷峰谷差变大,恶化了电力系统负荷变化特性。
(2)风电年利用小时数偏低。
国家能源局发布数据显示,2014年年底全国并网风电装机容量9581万kW,设备平均利用小时1905h。
其中,海上风电约38.9万kW,设备平均利用小时略高,可达到2500h左右。
(3)风电功率调节能力差。
风电机组在采用不弃风方式下,只能提供系统故障状况下的有限功率调节。
风电机组本身的运行特性和风资源的不确定性,使得其不具备常规火电机组的功率调节能力。
3.1.2 对电网的影响风电等可再生能源接入系统主要有以下问题:(1)通常风能资源丰富地区距离负荷中心较远,大规模的风电无法就地消纳,需要通过输电网输送到负荷中心。
风电场并网运行控制策略及其优化随着全球对环保问题的关注日益加深,可再生能源的开发和利用成为了全球能源发展的重要方向。
其中,风能作为一种无污染、不排放温室气体的清洁能源逐渐受到各国政府和企业的青睐。
如今,全球范围内的风电装机容量正在不断增长,风电场的建设和运行控制面临着新的挑战。
因此,对风电场并网运行控制策略及其优化进行深入研究,对于提高风电发电效率和降低风电场的运行成本具有重要意义。
一、风电场并网运行控制策略概述风电场并网运行控制策略主要是指风力发电机组和电网之间的协调控制。
在国内外的风电场建设中,为了适应电网对稳定电压、频率和无功功率等方面的要求,采取了多种并网运行控制策略。
1、半随风启动策略半随风启动策略是指当机组转速达到一定值时,再投入电网并网运行。
这种策略可以降低并网电流的冲击,使风力发电机组较轻松地完成并网过程。
2、恒功率控制策略恒功率控制策略是指将输出功率控制在一个设定值,通过控制电网侧的电压来实现控制目标。
这种策略适用于小型风电场。
但是在大型风电场中,因为电网的容量限制,恒功率控制策略的适用范围有限。
3、最大功率跟踪策略最大功率跟踪策略是指通过控制叶片的角度和转速来实现输出功率最大化。
这种策略适用于风能资源稳定的情况下,但是在不稳定的风能资源条件下,其控制精度会受到较大的影响。
4、双馈风力发电机控制策略双馈风力发电机控制策略是指在风力发电机和电网之间加入一个功率电子装置,将转子电流变成可控制的电流去控制输出功率。
这种策略具有较好地控制性能和经济性。
以上是常见的并网运行控制策略,这些策略在不同的风电场中有不同的应用范围和效果。
为了提高并网运行的效果,需要进行策略的优化研究。
二、风电场并网运行控制策略优化风电场并网运行控制策略的优化主要包括以下方面:1、优化风机控制策略针对不同风能资源的变化,采取不同的控制策略来实现并网运行,通过根据实时表观功率和风速数据,对风机的控制策略进行实时调整,可以最大限度地发挥风力资源的利用效益。
风电并网对电力系统电压稳定性的影响摘要:随着科技的快速发展,风力发电机技术得到了不断的更新,相应的单元结构得到了优化,有关性能得到了提高。
在这种形势下,风电正逐步走向产业化。
加速风能的开发和利用,有利于提高保护环境和减少能源消耗。
事实上,风力发电机的功率是非常不稳定的,在风电场并网的时候,会对电力系统的电压稳定性和安全性产生很大的影响。
因此,对风电场并网带来的电力系统稳定性的影响进行系统的了解,有助于明确科学的管控措施,从而保证电网运行的稳定性。
关键词:风电并网;电力系统;电压稳定性前言:风力发电是一种新的可再生能源,在全球范围内得到了快速的发展。
目前,我国风电建设正处于高速发展期,大型风电机组接入电网是风电发展的必然要求。
风电场接入电网分析是风电技术三大核心问题之一,对风电场的规划、设计、运行等方面都有重要意义。
随着风电机组装机容量在电网中的比重不断增大,风电机组对电网的影响也日益突出。
为了保证电网的安全稳定运行,有必要对其进行深入的分析。
1风电并网的主要问题1.1电压波动和闪变目前大部分风电机组都已实现了软并网,但是,由于风电机组的起动存在着很大的冲击。
当速度大于切断速度时,风扇将在额定输出功率下自动停止运转。
若风电场中全部风机在同一时间运行,则其对配电网络的影响将非常显著。
除此之外,风速的变化以及风机的塔影效应都会造成风机出力的波动,而其波动恰好处于可以产生电压闪变的频率范围之内(小于25 Hz),当风机在正常运转时,也会给电网带来闪变问题,对电能质量造成影响。
风电并网运行时,造成电网电压波动、闪变等现象的主要原因是风电机组出力不稳定。
风力发电系统中的有功与无功共同作用于电网电压的变化。
风力发电机的有功功率在很大程度上取决于风速;对于无功而言,恒速风力机所需的无功会随着有功的变化而变化,而双馈电动机通常都是恒定的功率因子,所以其无功的变化幅度很小。
风电并网后,除了在连续运行的情况下,还会在启动、停机以及机组的切换等过程中发生电压波动与闪变。
双馈风力发电机并网控制摘要:风力是重要的清洁能源,风力所具备的可再生性以及无污染性使得其受到广泛关注和应用,风力发电也是目前我国重点要求的电力能源技术。
而并网控制是将风力发电机稳定地接入到电网系统中的技术。
本文主要研究双馈风力发电机并网控制的方法,以及在实际应用中的难点,以及并网控制过程中存在的其他影响控制,并相应地提出优化建议。
关键词:双馈风力发电机;并网控制;方法;难点一、双馈风力发电机概述当前风力发电机大体可以分为同步电机好异步电机两类,实际应用中可以细分为鼠笼异步发电机、双馈发电机、同步发电机以及永磁同步发电机。
双馈风力发电机是一种绕线式感应发电机,属于异步发电机。
由于双馈异步电动机的定子绕组直接同电网相连接,转子绕组通过变流器和电网连接,并由变频器实现对饶子绕组电源电压、相位以及频率和幅值的自动调控,因而在运行中,机组可以在不同的转速下维持恒频发电。
然而,虽然双馈发电机具备机械承受应力小、运行噪音小、变频器容量小以及启动效率高的特点,但双馈发电机的电气损耗较大,还需配备齿轮箱,造价较为昂贵。
不过相比同步风力发电机,双馈风力发电机能够更好的实现电能稳定输出,实用性较强。
二、双馈发电机的并网控制方法双馈发电机的并网控制方法和异步发电机相似,主要原理是通过滑差率来调节负荷,发电机的转速和输出功率近似成线性关系,所以只要保持发电机的转速和同步转速相接近就能实现并网。
目前,常用的并网方法主要有四种,直接并网控制法、准同期并网法、降压并网控制法以及电子元件软并网控制法。
2.1 直接并网控制法直接并网控制法是指将风力发电机的输出交流电直接并入到风力电网中,在电机转速和同步转速接近时,由测速系统给出并网信号,再通过自动空气开关实现并网,主要适用于风力发电机和电网相序相同的情况,即电网电容量足够大的同时,风力发电机的容量保持在百千瓦以下。
优点:直接并网控制方法能够保证风力速率变动情况下风力发电机也可以维持横频输出,同时能够单独地对有功功率和无功功率进行解耦控制,便于对风力电动机运行中负载消耗的无功功率进行补偿,稳定其他机组的无功负荷,确保风力发电系统电压的稳定。
风力发电并网系统的控制和优化策略分析摘要:风力发电是一种非常持续环保的新能源创造方式,在生产的过程中不需要使用到任何燃料,也不会对环境产生任何污染。
风力发电并网系统是风力发电管理的基础,本文主要对风力发电并网系统的控制和优化策略进行研究分析,并提出了一些优化策略。
关键词:风力发电;并网系统;控制优化引言:当前我国大力倡导绿色保护环保的理念,在这样的社会背景下,新能源的开发与充分应用更是成为社会关注的重点话题。
作为新能源的一类重要分支,如何有效开发并充分应用风力发电资源便也成为了一个重点关注问题。
并网系统是提高风力发电运行质量的有效措施,在构建或优化并网系统时,则需要基于风力发电的基本要求和运行原理来进行控制优化。
一、风力发电概述空旷的平原和海洋上往往有着丰富的风能,在进行风能开发时,环境中存在的强大气流会以特定的速率推动风轮的转动,在涡轮中增加风速,从而在力矩作用下,发电机中的导线在磁场的作用下产生感应电动势,外部闭合回路会在导线中生成电流,从而将风能转化为电力。
按照现在的风力发电技术,当风力达到每秒3公里时,就能产生电力。
风车是一种集风设备,一般有三个桨叶,其主要功能是将风力转化为转动的机械能,辅助以偏航装置、发电机组、塔架、限速安全装置及能量储存所等装置共同组成风力发电系统。
风盘后方的转向盘又称为尾舵,其作用是通过调节风车的风向来实现风向的变化,从而获得最大的风力。
限速器的功能是通过控制风车的速度,在给定的速度区间内保持相对的稳定性,从而确保风机的高速运转。
塔台是设备的载体和风车的支承装置。
由于天然的风速具有高度的非平稳特性,且具有较大的随机和间断特性,使得风力发电机组的发电效率非常不稳定,峰值和最低点相差很大,因此,风力发电机组的电力不能直接用在电负载上,必须用铅酸电池进行储能。
由于风力发电系统具有非平稳特性,加之其工作特性,导致其输出功率的不稳定,对电力系统的供电品质产生了不利的影响。
目前,风力发电机组一般采用“软并网”模式,但在起动过程中,依然存在着较大的脉冲电流。
风力发电存在的问题与发展策略摘要:我国当前阶段,对新能源开发及发展的支持力度愈来愈大,风力发电作为新能源的一种体现取得良好效果,因此我国政府对风电产业给予政策支持和财税补贴,可见,风力发电在国内活跃发展。
文章通过对风力发电技术存在问题进行分析,探讨风力发电技术的发展策略。
关键词:风力发电; 发电技术; 技术发展; 风电技术各地区的居民对电力能源与资源的需求量不断提升,为进一步促进电力能源的持续性进步,积极发展可再生能源与资源,需要构建良好的可再生能源体系,增强节能理念以及管理手段,确保能源的需求得到保证。
1 风力发电技术发展存在的问题(1)风力发电效率低。
在实际的风能能力密度设定中,需要采用较大规模的风轮尺寸的风力发电机,确保双方之间有同等的发电容量。
当前的风轮机风能资源使用效率差,最大化的效率远远小于2/3,甚至容易受到外在因素的影响。
部分水平轴的风轮机使用效率低,最大化的使用效率仅仅达到40%左右,垂直轴风轮机的最大效率仅为30%左右。
(2)风力发电电能波动大。
大多数的风能电源属于过程性的能源内容控制,在发电机的风向与风速有着明显的缺陷,其间歇性、随机性等特征十分明显,风控稳定性差,整个风电机组的电能有着明显的波动性。
(3)风力风电调节存在问题。
目前大部分的风能资源很难被存储到,蓄电的成本过高,大致发电环节的成本大,电位系统的蓄电能力低。
在电力的输入和输出环节要有效地进行电量调节,增强电网中的不可调度性,增强风能的不可控情况,使其可以依据负荷率的大小进行风力风电的负荷查询,改变调度的压力以及难度。
(4)风电场位于落后地区。
大多数的风能资源丰富的地区经济比较滞后,使风电场与负荷中心之间的距离更远,电位网架结构性能弱,电网难以实现远距离电力输送。
故加大风电输送工程的建设,创新电网发展,提升风电资源开发利用。
2 风力发电技术发展策略2.1 加强风电项目工程管理,完善风电并网性能风力发电项目与风电并网性能的正常运转相关,工作者要遵循对应的风电项目基本需求,积极深入施工区域对风电项目的基础情况做综合分析以及监督,发生相关问题需要及时上报,共同寻找出现该种情况的原因,并制定有效的计划以及方案,增强风电工程质量。
风力发电对电网运行的影响及对策近年来,随着全球化石油能源的日益匮乏,加上日本地震带来的核电警示,加快包括风电在内的安全性清洁能源产业的发展已成为大势所趋。
大规模的风力发电需实现并网运行,国外风电大国虽然对风力发电和电网运行积累了一些经验,但由于我国电网结构的特殊性,风力发电和电网运行如何协调发展已成为风电场规划设计和运行中不可回避的最重要课题。
一、我国风力发电对电网运行的影响我国风力资源的富集地区,电网均比较薄弱,风力发电对电网运行的影响主要体现在电网调度、电能质量和电网安全稳定性等方面。
1.1对电网调度的影响风能资源丰富的地区人口稀少、负荷量小、电网结构薄弱等特点,风电功率的输入必然要改变电网的潮流分布,对局部电网的节点电压也将产生较大的影响。
风能本身是不可控的能源,它是否处于发电状态和所发电量基本取决于风速状况,而风速的不稳定性和间歇性决定了风电机组发电量具有较大的波动性和间歇性,并网后的风电场相当于电网的随机扰动源,具有反调节特性,需要电网侧预留出更多的备用电源和调峰容量,由于风力发电的不稳定性,增加了风力发电调度的难度。
1.2对电能质量的影响风电机组输出功率的波动性,使风电机组在运行过程中受湍流效应、尾流效应和塔影效应的影响,造成电压偏差、波动、闪变、谐波和周期性电压脉动等现象,尤其是电压波动和闪变对电网电能质量影响严重。
风力发电机中的异步电动机没有独立的励磁装置,并网前本身无电压,在并网时要伴随高于额定电流5~6倍的冲击电流,导致电网电压大幅度下跌。
在变速风电机组中大量使用的电力电子变频设备会产生谐波和间谐波,谐波和间谐波的出现,会导致电压波形发生畸变。
1.3对电网安全稳定性的影响电网在最初设计和规划时,没考虑到风电机组接入电网末端会改变配电网功率单向流动从而使潮流流向和分布发生改变的特点,造成风电场附近的电网电压超出安全范围,甚至导致电压崩溃。
大规模的风力发电电量注入电网,必将影响电网暂态稳定性和频率稳定性。
风力发电机并网后的电网电压和功率分析摘要:伴随当前科学技术快速发展,我国新能源产业发展速度进一步加快,尤其在光伏发电和风电产业发展速度方面令许多发达国家都望尘莫及,然而风力发电容易受到自然因素的影响,有一定的波动性和随机性,在接入配电网络之后,容易出现风电穿透功率,让风电网络的运行调节难度进一步增强,对整个电力电缆的质量产生较大影响,本文对风力发电并网后的电网电压和功率分析进行阐述,以供参考。
关键词:风力发电机;并网技术;电网电压;功率1 风力发电并网技术风力发电并网技术主要是保证风力发电机组输出的电压和接入电网当中电压的频率、相位、幅值相同,让风力发电并网之后能让电力网络具有稳定运行、趋于安全的状态。
1.1 同步风力发电机组并网技术同步风力发电机组并网技术,主要是通过同步发电机组让无功功率和有功功率实现同步输出,这样可以让电能周波频率处于稳定的状态,提升电能品质,因为风力能源具有明显的波动性,同步风力发电机组在发电的时候,往往会受到一些诸如风速不稳等因素的直接干扰,而造成同步发电机组的转子、转距产生波动,一般波动幅度较大,影响风力发电并网条数的性能,造成并网精度不高等情况,无法达到风力发电并网的具体要求。
在同步风力发电机组并网技术当中,一定要对这些问题进行综合分析和考虑,通过使用电网之间安装变频器或者同步发电机等方法,防止电力系统失步问题和无功震荡问题的产生,让同步风力发电并网技术水平进一步提高。
1.2 异步风力发电机组并网技术异步风力发电机组并网技术的基本原理在于依照转差率的基本原理调整发电机组的运行负荷,如果同步转速和发电机的转速相近,就可以让风力发电机组和配电网的并网得以实现。
在并网的时候,一部风力发电机组并网,不需要进行同步设备的安装,只需要通过异步发电机,就能让同步转速并网得以实现,防止震荡时不等情况的出现,大大提升电网并网后的运行质量,然而,一部风力发电机组并网具有明显的缺点,由于一部发电机在并网的过程中会出现冲击电流。
风能发电工程施工中的并网接入与运行调试随着全球对可再生能源的需求不断增长,风能发电成为了一种受欢迎的选择。
风能发电工程的施工过程中,关于并网接入与运行调试的问题显得尤为重要。
本文将探讨这一主题,并对该过程的几个关键方面进行介绍。
在风能发电工程施工过程中,实现并网接入是一个重要的关键步骤。
并网接入是指将风能发电系统与电网连接,使其能够向电网输出发电所产生的电力。
这个过程需要根据所在地区的电力系统规范和要求来进行设计和选型,确保能够满足系统安全、稳定和可靠运行的要求。
并网接入的第一步是将风能发电系统与主变电站相连接。
主变电站起着重要的作用,它将由风能系统所产生的电能进行处理和传输。
主变电站需要根据风能发电系统的容量和电压等级进行设计,并有足够的容量来接纳系统所产生的电力。
此外,主变电站还需要配备适当的设备来控制电力的传输和分配。
除了主变电站,电网与风能发电系统之间还需要安装一些关键的设备,如开关设备和保护设备。
这些设备的作用是保护电网和风能发电系统免受潜在故障和问题的影响,并确保系统运行的安全性和可靠性。
在施工过程中,应根据设计要求和规范进行设备的选型和安装连接,需要进行仔细的调试和测试,以确保设备正常运行和合理应对各种异常情况。
一旦风能发电系统与电网成功地并网接入,运行调试的工作便开始了。
这一阶段旨在确保系统能够稳定、高效地运行,并达到正常发电的要求。
运行调试的过程包括系统参数的设定、试运行、性能测试和问题排查等环节。
首先,在运行调试过程中,需要对风能发电系统的参数进行设定。
这些参数包括功率曲线、限制参数、故障保护设置等。
通过合理设置这些参数,可以确保风能发电系统在各种工况下能够稳定工作,并能够应对各种故障和异常情况。
接下来,需要进行试运行。
试运行是为了验证风能发电系统的各项功能和性能是否符合设计要求。
在试运行过程中,可以模拟不同的工作条件,通过观察和监测系统的运行情况来评估其性能和可靠性。
如果存在问题或不符合要求的地方,需要及时进行调整和修正。
风电并网对电网影响因素分析及解决措施摘要:随着科技的不断发展,风电技术日臻成熟,智能电网建设的普及度显著提升,未来风电技术将会在电网中承担更重要的角色。
风力电场的不断推广及对电力网络的逐步渗透,对现代电力系统产生了显著影响。
由此可见,对风电并网的影响和相关策略研究具备现实意义。
关键词:风电并网;电压;影响1.风力发电发展概况在风力发电技术不断完善和成熟的前提下,风电并网成为了发展的重要趋势,而随着风电场在电力系统的作用不断提升,与并网后系统稳定性、电压波动和闪变、谐波等相关的研究不断增多。
风电并网的自然属性较强,相比于其他常规类型的电源并网有很大的差异性,尤其是大型风电场并入电力系统后,对电力系统的正常运转而言是一个重大挑战,高水平风电背景下,原有电力系统的运作方式也将受到挑战。
近些年来,随着变速恒频风力发电技术的不断发展和成熟,风力发电技术逐步取代了传统发电技术成为了主流。
现阶段,世界范围内对风电并网技术的关注度显著提升,主要表现在以下几个方面:系统应用方面的风电功率预测,风电波动性对系统工作的影响,风电应用后的电能质量问题,风电动态运作的特性问题,风电无功电压和参与电网的电压控制问题等。
2.风电并网对电网的影响因素2.1对电网频率的影响风速是一项不可控的因素,而风速的不稳定性也决定了风力的随机性。
风电并网后可能会出现电源稳定性差的问题,并网后可能出现的问题也是难以预测的,需要提前对相关问题做好防范。
系统中的风电容量处于较大比重时,如果出现了功率的随机性波动,将会对系统电量和功率的稳定性产生影响,不利于电力资源的质量控制,甚至导致敏感符合单元的非正常运转。
因此,风电并网后,电网的其他常规机组必须保持较高的响应能力,及时进行跟进调节,防止出现频率和电量的较大波动。
风电并网具备很大的不稳定性,一旦出现了停风或风速过大等突发情况,将会导致电网的频率不稳定,尤其是电网中的风电比重较高时,会威胁系统的输出稳定性。
风力发电并网运行风险评估张一发布时间:2021-09-29T03:36:16.928Z 来源:《新型城镇化》2021年18期作者:张一[导读] 不能满足最大风能的捕获从而导致风力资源利用不充分,会降低发电的效率,还会影响配电网的正常稳定运行。
大唐向阳风电有限公司吉林长春 130103摘要:我国目前对于风力发电并网运行的风险因素评估理论已具有一定突破:国内诸多学者由大电网的风险因素评估方法,形成对风力发电系统运行风险因素的分析。
影响因素包括:风力发电等分布式电源的功率不确定性、负荷随机性、电网网络结构的复杂性、以及保护和设备故障的不确定性、自然灾害的因素以及一些偶然的人为因素等。
从风力发电系统风险因素评估所考虑的因素出发,现已有的评估方法确定性方法,是假定系统可能发生的故障,在每个故障下分析系统是否出现运行条件的越限,如 N-1 静态安全分析等。
本文在此基础上结合自身实践经验就风力发电并网运行风险评估内容进行简要的分析和研究,以供参考。
关键词:风力发电;并网运行;风险评估1风力发电并网运行类型1.1恒速恒频风力发电系统在恒速恒频发电系统中,一般会选用同步发电机或者感应异步发电机,转子保持恒速与发电机配合运行。
其模型主要由普通感应发电机、变速齿轮箱、风力机、并联补偿电容器组成。
由风力机叶片旋转捕获和吸收风能,通过齿轮箱提速后使发电机将风能转化为电能传输进电网。
由于普通感应发电机无法提供电网线路和变压器所需补给的无功功率,系统通常需要投入并联电容器组对系统进行无功支撑和励磁作用。
由于风能具有随机性和间歇性,但风力机并不能根据风速的实时变化而做出相应的调整达到最佳的转速,不能满足最大风能的捕获从而导致风力资源利用不充分,会降低发电的效率,还会影响配电网的正常稳定运行。
1.2变速恒频风力发电系统变速恒频风电系统优点在于在各种不同实时风况条件下能及时地调整风力涡轮机的运转速度,使其始终追随风速以最佳转速运行,从而最大限度地实现了最大风能的捕获和利用,改善了发电机组的发电效率,优化了风力机的运行条件。
风力发电对电网的影响:1、对电能质量影响:由于风能的随机性以及并网风组的运行特性,将影响电网的电能质量,主要表现为:电压波动,电压闪变,电压跌了及谐波。
2、对电网稳定性影响:接入电网末端,改变了配电网功率单向流动的特点;使系统潮流分布发生了变化;从而影响电网的稳定系。
3、大型风电机组,由于没有独立的励磁装置,并网时会产生5~8倍于额定电流的冲击电流;对于小容量的电网,并网瞬间会造成电网电压的较大幅度下降。
1、风电场规模问题电力系统中风电规模的大小采用以下2个指标来表征。
A)风电穿透功率极限。
风电穿透功率是指系统中风电场装机容量占系统总负荷的比例。
风电穿透功率极限定义在满足一定技术指标的前提下接入系统的最大风电场装机容量与系统最大负荷的百分比,表征系统能够承受的最大风电场装机容量。
B)风电场短路容量比。
风电场短路容量比定义为风电场额定功率与该风电场与电力系统连接点的短路容量比,表征局部电网承受风电扰动的能力。
以上2个指标的经验数据只供参考。
要确切分析电网接纳风电能力,还是应该通过对系统稳定性、电能质量、电网调峰能力等具体问题进行分析之后才能确定。
2、电压波动和系统稳定性问题在风电机组启动、退出和风速变化的情况下,往往会一起电压波动。
风电机组启动引起的电压波动可采用软并网启动方式和多台机组分组启动来解决。
但风速超过切出风速或系统发生故障时,风电机组会从额定出力状态退出并网状态,从而引起电网电压的突降。
而由于机端的电容补偿抬高了机组脱网前风电场的运行电压,因此脱网会使电网电压突降更加明显。
大型风电场的风力发电机几乎都是异步发电机,在其并网运行时需要从系统吸收大量无功,增加了电网的无功负担。
严重情况下,当系统发生三相接地短路时,有可能造成电网电压失稳。
因此在风电场接入电网之前应采用恰当的风电机组模型来计算分析系统电压稳定性问题。
同时,风电场应采取必要的措施预防此类问题,如分组投切电容器静止无功补偿装置、超导储能装置。
风力发电机并网存在的问题
因风力发电机为异步发电机,而异步发电机在并网瞬间会产生较大的冲击电流,(约为异步发电机额定电流的4——7倍),并使大雾电压瞬间下降(对大电网影响较小),随着风力发电机组单机容量的不断增大,这种冲击电流,对发电机自身部件的安全及对电网的影响也愈加严重。
过大的冲击电流,有可能使发电机与单位连接的回路中的自动开关断开;而电网电压的较大幅度下降,则可能会使低电压保护动作,从而导致根本不能并网。
通过晶闸管软并网:
这种方法是在异步发电机定子与电网之间,通过每相串入一只双向晶闸管连接起来,三相均有晶闸管控制,双向晶闸管的两端与并网自动开关的动合触头并联,接入双向晶闸管的目的,是将发电机并网瞬间的冲击电流控制在允许的限度内。
通过控制晶闸管的导通角,将风机并网瞬间的冲击电流限制在规定的范围内(一般1.5——2倍),从而得到一个平滑的并网暂态过程。
直驱式风力发电机需考虑谐波问题
当前风机并网的方式是:当发电机转速接近同步转速时,与电网直接相连的双向可控硅在门极触发脉冲的控制下按0、15、30、45、60、75、90、120、150、180导通角逐步打开,冲击电流将并网电流限制在2倍电机额定电流以内。
可控硅完全导通后,转速超过同步转速进入发电状态。
旁路接触器将双向可控硅短接,风机进入稳态运行阶段。
影响风力发电机产生波动和闪变的因素有很多,随着风速的增大,风电机组产生的电压波动和闪变也不断增大。
并网风机在启动、停止和发电切换过程中也产生电压波动和闪变。
风电机组公共连接点短路比越大,风电机组引起的电压波动和闪变越小。
另外,风电机组中的电子控制装置如设计不当,将会向电网注入谐波电流,引起电压波形发生不可接受的畸变,并可能引发有谐振带来的潜在问题。
异步电动机作为发电机运行时,没有独立的励磁装置,并网前发电机本身没有电压,因此,并网必然伴随一个过渡过程,流过5—6倍额定电流的冲击电流。
一般经过几百毫秒后转入稳态。
风机与大电网并联时,合闸瞬间的冲击电流对发电机及电网系统安全运行不会有太大的影响。