风电并网稳定性开题报告
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直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究的开题报告一、研究背景及意义风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,在近年来得到了日益广泛的关注和应用。
目前,全球的风力发电装机容量已经接近600GW,并且还在不断增长。
在风力发电中,直驱型风力发电系统具有结构简单、耐久性高、维护成本低等优点,因此受到了越来越多的关注和应用。
直驱型风力发电系统需要将其产生的电能通过变流器变成交流电后才能与电网连接。
因此,变流器的性能对于直驱型风力发电系统的运行效率和电网安全性至关重要。
现有的变流器技术大部分是PWM技术,存在效率低、失调控制困难等问题。
而全功率并网变流技术则可以有效地解决这些问题,提高风力发电系统的效率和安全性。
因此,本文拟对全功率并网变流技术进行深入的研究,旨在探索如何通过全功率并网变流技术来提高直驱型风力发电系统的性能和安全性,进一步促进风力发电产业的发展。
二、研究内容及方法本研究将针对直驱型风力发电系统的全功率并网变流技术展开研究。
具体来说,本研究将包括以下内容:1. 直驱型风力发电系统的基本原理及技术介绍。
对直驱型风力发电系统的结构、工作原理、技术特点、发展历程等进行详细介绍。
2. 全功率并网变流技术的原理及特点。
对全功率并网变流技术的基本原理、实现方式、优点和缺点进行深入的分析和研究。
3. 基于全功率并网变流技术的直驱型风力发电系统模型建立与仿真。
将利用MATLAB/Simulink软件,建立直驱型风力发电系统模型,并进行仿真分析。
4. 研究直驱型风力发电系统全功率并网变流控制策略。
根据直驱型风力发电系统的特点,提出全功率并网变流控制策略,并进行仿真实现与检验。
三、预期成果本研究将通过对直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究,探索如何提高直驱型风力发电系统的性能和安全性。
预期成果包括:1. 对直驱型风力发电系统的结构、工作原理、技术特点、发展历程等进行深入的介绍和探讨。
2. 对全功率并网变流技术的基本原理、实现方式、优点和缺点进行深入的分析和研究。
大型风电场接入电网的稳定性问题研究的开题报告一、研究背景随着我国能源结构的调整和清洁能源的大力发展,风电作为重要的可再生能源之一,其装机规模和发电量也不断增加。
而大型风电场并网后,对电网的稳定性和可靠性产生了深远影响。
因此,研究大型风电场接入电网的稳定性问题,对于促进清洁能源的可持续发展和电网的稳定运行具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过分析大型风电场接入电网的特点和运行情况,探讨其对电网稳定性的影响,并提出相应的解决方案,为电网的稳定运行提供支持。
三、研究内容(1)大型风电场及其接入电网的概述:介绍大型风电场的概念、特点、分类及其接入电网的结构、工作原理等。
(2)大型风电场对电网稳定性的影响分析:分析大型风电场对电网稳定性的影响因素,包括电网频率、电压、电流等方面,探讨其对电网的影响机理和影响程度。
(3)大型风电场接入电网的稳定性分析:利用PowerFactory等软件进行电网稳定性仿真分析,在考虑大型风电场接入电网前后的情况下,比较分析不同情况下电网的稳定性。
(4)大型风电场接入电网的稳定性调控策略:根据仿真分析结果,提出相应的稳定性调控策略,包括对风电场功率控制、电网稳定控制等方面的措施。
四、研究方法本研究采用文献调研、理论研究和仿真分析方法。
通过文献调研和理论研究,对大型风电场接入电网的基本特点和稳定性问题进行综合分析;采用PowerFactory等软件进行仿真分析,进一步评估不同稳定性调控策略的效果。
五、研究意义本研究能够深入探究大型风电场接入电网的稳定性问题,为电网稳定运行提供支持,为我国清洁能源的可持续发展做出贡献。
同时,本研究的成果还可为电力企业制定风电场接入电网的稳定性调控策略提供科学依据。
风电场并网分析的稳态算法与动态仿真研究的开题报告一、选题背景及研究意义随着能源危机的日益加剧以及环保意识的不断提高,风能作为一种清洁、可再生的能源被广泛应用。
风电场作为风能利用的重要方式,已经成为一种主流的电力产生方式。
与其他电力产生方式不同的是,风能的发电是随风速的变化而变化的,因此在风电场并入电力系统时,要进行详细的稳态分析和动态仿真,以确保安全稳定地并入电网。
本文的研究旨在开发一种能够对风电场稳态并网和动态仿真的算法,为风电产业的可持续发展提供技术支持。
二、研究内容及方法本文主要研究内容包括风电场并网分析的稳态算法和动态仿真研究。
稳态算法方面,我们将分析风力机的特性以及与这些特性相关的稳态参数,并建立一个能够评估风电场并入电网的稳定性的数学模型。
该模型将考虑风电场与电力系统之间的交互作用,以确定最佳的并网方案。
动态仿真方面,我们将开发一种仿真平台,用于模拟风电场在不同运行状态下的电力输出以及与电力系统之间的交互作用。
在这种仿真中,我们将考虑风速、风向、温度等因素对风力机输出功率的影响,并对电力系统的稳态和暂态响应进行仿真分析。
本文将使用仿真工具实现研究内容,并通过比较模拟结果和实际数据来验证模型和方法的有效性。
三、研究目标及成果本文的主要研究目标是开发一种能够准确分析风电场稳态并网和动态仿真的算法和平台,为风电产业的可持续发展提供技术支持和保障。
具体来说,我们的目标是:1. 建立一个能够评估风电场与电力系统之间交互作用的稳态模型,分析并网电流、电压、频率等参数。
2. 开发一种动态仿真平台,模拟风速变化对风力机输出功率的影响以及与电力系统之间的交互作用。
3. 提供一种可视化工具,用于观察风电场在不同运行状态下的输出特性和电力系统的响应。
本文的研究成果将有助于改进风电场的并网方案,并为电力系统的稳定运行提供技术支持。
风能发电并网系统的研究的开题报告一、选题背景及意义近年来,随着经济的发展和环保意识的提高,风力发电被广泛应用于各个领域。
然而,由于风能的不稳定性和天气的变化,风电站在电网中的并网质量和稳定性仍然是研究的热点和难点之一。
风能发电并网系统的研究旨在解决风电并网质量问题、提高电网的能量利用率和环境保护。
二、研究目的本研究的目的主要有以下两点:1.分析风能发电及电网并网系统的工作原理和特征,探究并网系统对风能发电的影响因素和影响机理。
2.提出一种有效的风能发电并网系统及其控制策略,论证其在电网中的可行性和效果。
三、研究内容和方法1.系统研究风能发电及电网并网系统的工作原理和特点,探究并网系统对电网的影响因素和影响机理。
2.分析并比较国内外实际应用中的风能发电并网系统,总结其优缺点和适用范围。
3.设计一种适用于电网的风能发电并网系统,包括控制器、逆变器、储能装置等,论证其在电网中的可行性和有效性。
4.利用MATLAB/Simulink等工具,建立风能发电并网系统的仿真模型,对其进行仿真实验,验证其并网质量和稳定性。
四、预期成果本研究的预期成果主要有以下两方面:1.建立一套完整的风能发电并网系统,并提出相应的控制策略和优化方案,论证其在电网中的可行性和有效性。
2.开展仿真实验,验证并网系统在电网中的并网质量和稳定性,为风能发电在电网中的应用和推广提供理论和技术支撑。
五、研究进度安排第一学期:1月-2月:撰写开题报告、文献调研、设计方案讨论3月-4月:系统研究风能发电及电网并网系统的工作原理和特点第二学期:5月-6月:分析比较国内外实际应用中的风能发电并网系统7月-8月:设计并论证一种适用于电网的风能发电并网系统第三学期:9月-11月:建立风能发电并网系统的仿真模型,进行仿真实验12月:撰写毕业论文、准备答辩六、参考文献[1] 周春阳, 李颖东. 风力发电技术和发展态势, 电网技术, 2008(4):7-10.[2] 许勇明, 董建民. 风电并网技术的研究综述, 电工技术学报, 2009(4):87-93.[3] 王恒伟, 秦勇, 韩永生. 风电场电站集中控制系统研究, 电子科技大学学报, 2009(6):893-898.[4] Jinguo Li, Jian Li, Xiaofei Jiang, et al. Design and implementation of a grid-connected wind power generation system with battery energy storage, IET Renewable Power Generation, 2015(6):578-586.[5] Dieter Schröder, Christian Köhler, Andreas Reuter, et al. Benefits of increasing wind power generation in Germany, Renewable Energy, 2010(35):2223-2229.。
风电场并网稳定性研究随着清洁能源的快速发展,风力发电已成为当前最为热门的清洁能源之一。
按照目前的趋势,未来数年内将会有越来越多的风电场被建设。
然而,随着风电场规模的不断扩大,其并网对电力系统稳定性的影响也越来越大。
为了保证风电场的并网稳定性,研究风电场并网稳定性已成为目前的热点话题之一。
1. 风电场并网稳定性的影响因素风速和风向的变化是风电场输出电功率的主要影响因素,风电场的输出功率随着风速和风向的变化而变化。
在并网状态下,风电场的出力将会对电力系统的供电保障、稳定性、及电能质量造成一定程度的影响。
此外,风电场具有不确定性,其输出电能也可能会受到风电机组故障、限电、延期检修等影响。
2. 风电场并网稳定性评估方法为了对风电场的并网稳定性进行评估,需要建立相应的方法。
目前,评估风电场并网稳定性的方法可以分为两大类:一是基于传统的电力系统稳定性评估方法,比如支路功率变化法、模态分析法、Lyapunov稳定性分析法等。
二是基于概率和统计分析的方法,比如蒙特卡洛方法、小波分析方法等。
3. 风电场并网稳定性控制方法为了保证风电场的并网稳定性,需要开发相应的控制方法。
现有的方法主要有三类:一是基于自适应控制策略,通过对风电机组参数进行实时调整来提高风电场的稳定性。
二是基于无刷直流电机控制策略,通过对风电机组的几何变量(包括转子速度、转子位置角度等)进行实时调整来控制风电场的输出功率和频率。
三是基于压缩感知控制策略,通过对风电场的输出功率进行压缩感知处理来控制风电场的稳定性。
4. 风电场并网稳定性的未来研究方向随着科技的不断进步,风电场的并网稳定性的研究也越来越深入。
未来,研究风电场并网稳定性的方向将围绕着四个方面展开:一是针对风电机组故障和恶劣天气条件下的风电场并网稳定性进行研究;二是建立基于统计分析和机器学习的风电场并网稳定性预测模型;三是研究风电场与其它清洁能源发电设备之间的协调与控制策略;四是通过仿真实验等方法,定量研究风电场与电力系统之间的相互影响。
风力发电并网功率变换器的控制研究的开题报告一、选题背景随着新能源的快速发展,风力发电已经成为了重要的电力供应方式之一。
然而,风力发电的特点是受天气等自然因素的影响比较大,经常发生系统失速、系统过频等问题,因此需要使用风力发电并网功率变换器来对电网进行平衡控制。
风力发电并网功率变换器具有复杂的控制系统,需要进行有效的控制以确保电力质量、电网稳定性和电网安全性。
因此,对风力发电并网功率变换器的控制研究具有非常高的理论和实际意义。
二、选题内容本文将研究风力发电并网功率变换器的控制方法和算法,主要包括以下内容:1. 风力发电并网功率变换器的工作原理和控制策略2. 风速预测与基于预测的控制策略3. 风力发电并网功率变换器的故障检测和容错控制策略4. 风力发电并网功率变换器的电网并联控制策略5. 风力发电并网功率变换器的仿真实验和验证三、研究方法和实施计划本研究将使用数学建模、控制系统理论等方法,结合MATLAB软件实现仿真实验,以验证和评估所研究的风力发电并网功率变换器控制策略的有效性和实用性。
实施计划如下:第1-2个月:文献综述和研究题目确认第3-4个月:风力发电并网功率变换器的工作原理和控制策略第5-6个月:风速预测与基于预测的控制策略第7-8个月:风力发电并网功率变换器的故障检测和容错控制策略第9-10个月:风力发电并网功率变换器的电网并联控制策略第11-12个月:仿真实验和验证四、预期成果和意义本文的主要预期成果包括:1. 提出有效的风力发电并网功率变换器的控制策略和算法2. 实现仿真实验,验证和评估所提出的控制策略和算法的有效性和实用性本研究的意义在于为风力发电并网功率变换器的实际应用提供有效的控制策略和算法,提高电网的稳定性和安全性,为新能源的发展打下坚实的基础。
无刷双馈风力发电机的运行控制与并网研究的开题报告一、研究背景近年来,随着环境保护意识的不断提高,清洁能源的应用逐渐成为了全球关注的热点。
而风能作为一种免费、清洁、无限的可再生资源,已经成为清洁能源的重要组成部分之一。
风力发电机作为转化风能为电能的重要装备,其性能的稳定及电网安全的并网是保证风电发电能力和电能质量的关键因素。
然而,在弱电网条件下,风力发电机的稳定性能和并网控制是目前发展的瓶颈问题。
由于传统的直驱式风力发电机在运行中难以满足大功率、高效率和轻质化的发展趋势,单馈风力发电机的应用受到了较大的限制。
为了解决这个问题,无刷双馈风力发电技术得以发展。
与传统的单馈风力发电技术相比,无刷双馈风力发电技术能够实现充分利用风能,提高发电机的输出功率,并且可以通过潮流控制实现在弱电网条件下的稳定性能和并网控制,因此越来越受到人们的关注和研究。
二、研究内容本研究的主要内容是无刷双馈风力发电机的运行控制和并网研究。
1. 无刷双馈风力发电机的运行控制(1)分析无刷双馈风力发电机的传动系统和控制策略,设计并实现基于电磁励磁和转子侧功率控制的控制方法。
(2)建立无刷双馈风力发电机建模,分析系统的动态特性。
(3)研究无刷双馈风力发电机的启动和停机控制策略,提高系统的性能。
2. 无刷双馈风力发电机的并网研究(1)分析无刷双馈风力发电机接入电力系统的要求和限制,研究并网功率控制策略。
(2)基于潮流控制,研究无刷双馈风力发电机在弱电网条件下的场励控制和转子功率控制,提高系统的稳定性能和并网控制。
三、研究意义本研究主要解决无刷双馈风力发电技术在弱电网条件下的运行控制和并网问题,提高了系统的功率输出和稳定性能,并为风力发电的可持续发展提供了技术支撑。
本研究的成果可以为相关领域的科研人员和企业提供指导,推动无刷双馈风力发电技术的进一步发展和应用。
含风电场电网的静态电压稳定性研究的开题报告一、研究背景随着环境保护意识的不断提高,清洁能源逐渐成为全球能源转型的主流趋势之一。
其中,风电作为一种广泛应用的清洁能源形式,在全球范围内得到了广泛的使用和发展。
然而,由于风能的不稳定性和风电场之间的不协调性,风电场接入电网后容易引起电网静态电压稳定性问题,如电压振荡和电压崩溃等,对整个电力系统的安全和稳定运行带来了威胁。
因此,开展含风电场电网静态电压稳定性研究,对于保障电力系统的稳定运行和推进清洁能源发展具有重要意义。
二、研究目的与意义本研究旨在探究含风电场电网的静态电压稳定性问题,明确风电场对电力系统静态电压稳定性的影响机理,分析风电场接入电网后可能出现的电网静态电压稳定性问题,提出相应的解决方案和建议,以保障电力系统的安全和稳定运行。
具体来说,本研究的研究目标和任务如下:1. 分析含风电场电网的静态电压稳定性问题,明确风电场对电力系统静态电压稳定性影响的机理。
2. 建立含风电场电网的静态电压稳定性模型,开展仿真计算和分析,识别电网发生电压振荡或电压崩溃的可能原因和机制。
3. 提出针对风电场接入电网后可能出现的静态电压稳定性问题的解决方案和建议,包括电网结构调整、控制策略优化等方面。
4. 验证所提出的解决方案和建议的有效性和可行性,并提出相关的改进和完善措施。
本研究对于推进电力系统的可持续发展和清洁能源的普及具有重要的理论和实际意义。
同时,本研究的成果也可以为电力企业和相关政策制定部门提供参考和借鉴。
三、研究内容和方法本研究的主要研究内容包括以下几个方面:1. 静态电压稳定性原理和分析方法的介绍与归纳。
包括电力系统的静态电压稳定性问题的原因、机理、诊断方法等方面的理论研究。
2. 风电场对电力系统静态电压稳定性的影响机理的研究。
分析风机的特性和风电场的特性及其接入电网后的影响机理。
3. 含风电场电网的静态电压稳定性模型的构建和仿真计算。
建立相应的模型,开展仿真计算和分析,研究风电场接入电网后可能出现的电压振荡或电压崩溃的机制与原因。
并网型风力发电机组的软并网控制系统研究的开题报告一、选题背景近年来,随着环保意识的不断提升以及可再生能源的广泛应用,风力发电得到了广泛的关注。
而随着并网型风力发电技术的成熟,风力发电已经成为重要的清洁能源。
然而,由于风力具有波动性和随机性,风力发电对网络的影响也就不可避免,因此怎样有效地控制风力发电的并网行为以确保电网的安全、稳定和高效运行,成为了当前风力发电研究的重要课题。
二、研究目的和意义本研究的目的是设计一种有效的软并网控制系统,以确保并网型风力发电机组在接入电网时对电网质量的影响最小,同时能够保障风力发电机组的并网安全稳定。
本研究的意义在于:1.提高风力发电的并网水平,为能源转型提供有效的支持。
2.保障电网安全稳定,防止风电对电网质量的不利影响。
3.提高风力发电机组的使用效率和经济效益,降低风电发电成本。
三、研究内容和计划本研究主要围绕软并网控制系统展开,具体研究内容和计划如下:1.对并网型风力发电机组的结构和工作原理进行系统的了解和研究。
2.分析并网风电对电网的影响以及并网控制系统的需求和原理。
3.设计一种软并网控制系统,包括控制策略、控制算法和控制器参数的确定等。
4.基于模拟仿真平台对软并网控制系统进行仿真验证,并对仿真结果进行分析和评估。
5.设计并建立实验平台,对软并网控制系统进行实验验证。
6.对实验结果进行分析和总结,完善软并网控制系统的优化控制策略和算法。
7.撰写研究报告及论文,完成毕业设计。
四、预期成果通过本研究,预期达到的成果有:1.设计出一种高效、安全、可靠的软并网控制系统,对提高风力发电的并网水平起到积极的作用。
2.提出一种基于仿真验证的软并网控制技术,可以为风力发电的并网问题提供一种有效的解决方案。
3.做好实验研究,为后续的研究工作提供科学、可靠的数据和理论基础。
五、研究的难点本研究的难点主要包括以下几个方面:1.风力发电具有波动性和随机性,如何控制风力发电的并网行为是软并网控制系统研究的难点。
风力发电并网系统的电网稳定性分析风力发电作为一种清洁、可再生能源,正逐渐成为世界各国重要的电力资源之一。
然而,由于风能的不稳定性和随机性,风力发电并网系统的电网稳定性一直是该领域的研究重点。
本文将对风力发电并网系统的电网稳定性进行分析。
一、风力发电系统的基本原理风力发电系统由风机、变频器和并网控制器等组成。
风机将风能转化为机械能,通过传动装置驱动发电机旋转产生电能。
电能经过变频器进行变频调速,然后经由并网控制器接入电网。
二、风力发电系统的电网稳定性问题2.1 风能的不稳定性:风速的变化会导致风力发电系统的电力输出产生波动,使得电力供需失衡,影响电网的稳定运行。
2.2 风力发电系统的功率控制问题:由于风力发电系统的输出功率受风速、转子转速和桨距等因素的影响,如何控制风机的输出功率对于电网稳定性至关重要。
2.3 风力发电系统与传统发电系统的整合问题:将风力发电系统与传统发电系统整合在一起时,需要考虑两者之间的协调与平衡,以保证电网的稳定供电。
三、风力发电并网系统的电网稳定性分析方法3.1 功率频率响应分析:通过对风力发电系统的电网频率响应进行分析,可以评估系统对电网频率变化的响应速度和稳定性。
3.2 功率振荡模态分析:通过对风力发电系统的功率振荡行为进行模态分析,可以判断其在电力故障等异常情况下的稳定性和可靠性。
3.3 功率电压响应分析:通过对风力发电系统的电网电压响应进行分析,可以评估系统对电网电压变化的响应速度和稳定性。
四、电网稳定性提升措施4.1 预测控制策略:通过对风速的预测和风机输出功率的控制,可以提前调整风力发电系统的输出,以实现电网稳定供电。
4.2 多能源协调控制策略:将风力发电与其他可再生能源相结合,通过多能源之间的协调与平衡,提高电网的稳定性。
4.3 储能技术的应用:利用储能设备对风力发电系统的电能进行储存,可以在需要时释放储能,平衡电网负荷,提供稳定的电力供应。
五、结论风力发电并网系统的电网稳定性是实现可持续能源发展的关键问题。
南京工程学院毕业设计开题报告课题名称:风力发电场并网运行稳定性研究学生姓名:李金鹏指导教师:陈刚所在院部:电力工程学院专业名称:电气工程及其自动化南京工程学院2012年3月5日说明1.根据南京工程学院《毕业设计(论文)工作管理规定》,学生必须撰写《毕业设计(论文)开题报告》,由指导教师签署意见、教研室审查,系教学主任批准后实施。
2.开题报告是毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
学生应当在毕业设计(论文)工作前期内完成,开题报告不合格者不得参加答辩。
3.毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。
其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。
第一次出现缩写词,须注出全称。
4.本报告中,由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,应不少于2000字,没有经过整理归纳,缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。
5.开题报告检查原则上在第2~4周完成,各系完成毕业设计开题检查后,应写一份开题情况总结报告。
毕业设计(论文)开题报告学生姓名李金鹏学号206080923 专业电气工程及其自动化指导教师姓名陈刚职称讲师所在院部电力工程学院课题来源自拟课题课题性质工程研究课题名称风力发电场并网运行稳定性研究毕业设计的内容和意义内容:早期风电的单机容量较小,大多采用结构简单、并网方便的异步发电机,直接和配电网相连,对系统影响不大。
但随着风电场的容量越来越大,对系统的影响也越来越明显,而风电场所在地区往往人口稀少,处于供电网络的末端,承受冲击的能力很弱,给配电网带来谐波污染、电压波动及闪变等问题。
因此以恒速恒频异步风力发电机组成的风电场为研究对象,建立风力发电系统的线性化状态方程。
研究包含风电场的电力系统潮流算法,利用MATLAB及其仿真平台实现电力系统潮流计算以及机电暂态仿真。
分析比较各种潮流算法的优缺点。
建立简单系统的小干扰稳定分析线性化状态方程,得出了状态矩阵元素的参数表示形式。
用特征值分析方法研究大型风电场接入电网后的系统小干扰稳定问题。
分析风电场改变对系统小干扰稳定性的影响。
采用时域仿真方法研究大型风电场接入电网后的系统暂态稳定问题。
意义:据国际能源署统计,全球风力发电机总装机容量1999年的2000兆瓦增加到2005年的60000兆瓦,世界风能市场装机资金达450亿欧元,提供50万个就业岗位。
风能这种清洁能源每年可以减少2.04亿吨的二氧化碳排放量。
随着风电装机容量的增加,在电网中所占比例的增大,风能的随机性、间隙性特点,和风电场采用异步发电机的一些特性,使稳态电压值上升、过电流、保护装置的动作误差,电压闪变、谐波、浪涌电流造成的电压降落,从而使得风电的并网运行对电网的安全,稳定运行带来重大的影响。
其中最为突出的问题就是使风电系统的电能质量严重下降,甚至导致电压崩溃。
风电场脱网事故频发,对电网安全运行构成威胁,所以进行风力发电并网运行稳定性研究是非常必要的。
文献综述国内外风力发电发展现状20世纪初,法国出现了第一台用现代快速叶轮驱动的发电机。
到了20世纪30年代,各国已开始研制中型、大型风力发电机。
国际能源署统计全球风力发电机总安装容最从1990年的2000兆瓦增加到2005年底的60000兆瓦。
目前,德国的总装机容量已达到21000兆瓦,超过了美国跃居世界首位。
到2l世纪初,风能依旧是世界上发展最快的能源。
我国风力发电起步较晚。
自80年末引进大型风力发电机以来,经过十多年的不断引进、消化、吸收、积累了一定的经验。
我国并网型风力发电技术在80年代中期开始进行试验、示范、经过多年努力,现在逐步转向规模开发.目前我们已掌握600KW 定桨距失速风电机组的组装技术和关键部件。
近年来,我国风电产业持续快速发展。
“十一五”期间风电装机容量连续五年翻番,成为全球风电装机规模第一大国。
随着风电发展,风电企业和风电设备制造企业迅速成长,配套电网建设逐步加强,风电整体运行态势良好,为我国能源结构调整战略的顺利实施和节能减排目标的实现作出了重要贡献。
目前几种较为流行的风电技术1.定桨距失速型风电技术(Stall Regulation)这种技术是以桨叶翼型本身的失速特性为基础,当风速超过额定风速时,气流的攻角增大到失速条件,使桨叶叶表面形成涡流,从而限制功率。
其特点是:控制与调节简单可靠,但桨叶与塔架的受力大,根据风能利用系数Cp,不能保证在额定风速之前Cp最大。
2.变桨距型风电技术(Pitch Regulation)这种技术为达到控制吸收风能,使风轮机叶片安装角随风速变化,将通过变距调节器来调控。
叶片节距角在零度附近时,风速在额定以下;当风速在额定以上时,为保证发电机的输出功率在合适范围内,必须调整叶片攻角。
变桨距风电机组比定桨距风电机组所需的起动风速低,停机冲击应力小。
在实际中,相对风速的反应,风机桨距调节机构有一定的时延,在阵风到来时,桨距调节会因为来不及动作,而造成瞬时风机过载,不利于其运行。
由于风能所拥有的随机波动性,并且普通的调节方法跟不上风速变化所引起的发电机功率变化,这显然对电网与风电质量影响极大。
文献综述3.主动定桨距型风电技术(Active Stall Regulation)国际上风机制造商已在他们的新产品中采用了此技术,这种方法的主要特点是:桨叶应用定桨距失速调节,调节系统采用变桨距技术,输出功率在额定以下时,采用变桨距调节方式;输出功率在额定以上时,采用定桨距调节方式,其优点是:功率输出波动幅度较小且比较平稳。
4.变速恒频风电技术(Variable Speed Constant Frequency)综合以上几种风电技术,目前最优良的调节技术当属变速恒频技术。
它为了达到效率最高,发电系统稳定性提高,系统效率提高,可以在输出功率低于额定功率之前就能实现。
最早在上世纪40年代,这种技术就出现了,但当时没能得到很好的发展应用,是受到控制技术和电力电子器件水平的制约,兆瓦级的变速恒频风电技术直到80年代原苏联、日本等国才投入运行。
风力发电有两种不同的类型,即:独立运行的“离网型”和接入电力系统运行的“并网型”。
“离网型”的风力发电规模较小,通过蓄电池等储能装置或者与其他能源发电技术相结合(如风电/水电互补系统、风电—柴油机组联合供电系统)可以解决偏远地区的供电问题。
“并网型”的风力发电是规模较大的风力发电场,容量大约为几兆瓦到几百兆瓦,由几十台甚至成百上千台风电机组构成。
并网运行的风力发电场可以得到大电网的补偿和支撑,更加充分的开发可利用的风力资源,是国内外风力发电的主要发展方向。
风电场并网对电力系统的影响及目前主要解决方法小规模风电场并网对电力系统的影响主要是以下几个方面:稳态电压值的上升、过电流、保护装置的动作误差,电压闪变、谐波、浪涌电流造成的电压降落。
大规模风电场并网对电力系统的影响除了以上那些方面外,还会有电力系统的振荡和电压稳定性问题。
目前提高电网稳定性的主要对策是:1.采用动态无功补偿如静止补偿器SVC等,可以改善系统暂态特性,从而提高风电场的安全容量。
动态无功补偿装置SVC等的容量选取需结合具体电网结构、风电场容量和SVC的调节特性确定。
2.低电压自动切除风电机组是系统故障后维持电网稳定的有效控制措施,但切除过多要考虑电网的调节控制能力。
3.加强电网结构和提高相应负荷的功率因数也可以提高系统的暂态稳定性和风电场的安全容量。
4.必要时可考虑直流接入电网的方式,如正规划建文献综述设的上海东海大桥100MW海上风电场就提出基于轻型HDVC的并网方案。
在众多的约束中,电网的暂态稳定性可能是影响风电场规模的重要因素,必要时控制风电场接入系统的容量。
目前风力发电发展存在的问题风电装机的快速增加,加大电网安全稳定运行压力。
随着风电装机在电网中所占的比例不断增长,风电对电网的影响从局部配电网逐渐扩大到主网。
多数风电基地,远离负荷中心,电网结构薄弱,缺乏电源支撑,需要在原来运行方式的基础上,额外安排一定容量的旋转备用以应对风电场输出功率的随机波动。
风电随机性、间隙性和反调峰性的特点,使主网调峰调压、频率控制等方面难度增加,加大了电网稳定运行的风险。
另外,一些受端电网潮流随风电出力而变化较大,局部电网安全风险增加。
其中最为突出的问题就是使风电系统的电能质量严重下降,甚至导致电压崩溃。
风电场脱网事故频发,对电网安全运行构成威胁。
由于风电机组性能不满足要求、风电场设计安装存在隐患、并网检测手段不足、风电场运行维护和调度管理薄弱等原因,致使风电机组脱网事故频发,直接影响电网安全稳定运行。
随着风电并网容量的增大,这种影响日趋严重,较小故障就可能引发电网电压的较大波动,造成大规模风电机组脱网,导致地区电网瓦解,甚至扩大为大面积停电事故。
风力发电的发展趋势新型,高效率、高可靠性风力发电机组不断推陈出新。
高技术含量不断增加。
从空气动力学的应用来看,风机风轮叶片的定桨距调节或称失速调节,变桨距调节及主动失速调节并行发展,使风能的利用率得到提高;从电力电子技术与发电机技术结合上来看,新型双速异步发电机、变滑差异步发电机、双馈发电机、低速永磁发电机、高压发电机以及同步发电机与交一直一交变频系统或交一交变频系统组合应用的相继出现,提高了风力发电机组的效率及技术:从风力发电杌并入电网的技术方面来看,异步发电机软并网,同步发电机经变频器并网,使得并网的可靠必得以提高,减少了对电网的干扰。
并网风力发电机组单机容量逐步增大,风电工业的生产规模日益扩大。
进入上世纪90年代以后,并网风力发电机的容量向大型化的发展异常迅速。
风力机的尺寸和输山功率也迅速增大。
目前兆瓦级风力发电机也已研制成功,并投入商业化运行。
风电成本呈下降趋势。
新型、高效、大型机组的研制成功,产业化、规模化、商业化生产的口趋完善与扩大,为降低风力发电成本及电价提供了基础。
事实证明,风力发电机组的单位千瓦造价和风力发电的电价逐年都有较大降低,这正说明了风电与常规能源发电的竞争中地位逐步增强。
由陆地风电场向海上风电场发展。
海面气流流动速度比在陆地上快,而且平稳,还有海上风电场机组运转时发山的噪音远离居民地,噪音干扰少等优点,使得风力机不仅在陆地上发展,而且可以向海上发展。
风力发电系统由风力发电机组,监测显示装置,控制装置等组成。
风力发电机组由发电机和风轮机组成,实现能量的转换,现代风电技术是涉及空气动力学、机械传动、电机、自动控制、力学、材料学等多学科的综合性的系统工程,风力机按其在空间旋转位置可以分为水平轴(HAWT)与立轴风机(VAWT),现在的风电中大都应用水平轴风机;从运行方式来看,风力发电又可以分为联合独立式,并网,独立三种运行方式。
现代风电机功率控制主要采取定桨距失速控制和变桨距控制两种方式,定桨距的其桨距角固定不变;变桨距是指可以利用控制技术改变其桨距角的大小。