风电机组的控制及并网11.详解
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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。
风力发电并网技术及电能质量控制措施摘要:现阶段,我国各项经济呈现出迅猛发展的形式,人们对日常生活的要求越来越高。
电能已经成为人们必不可少的能源,我国对新能源的关注度越来越高,尤其是“可持续发展战略”提出以来,人们对如何提高风能、水能等新能源的利用率展开了研究。
关键词:风力发电;并网技术;电能质量;控制措施1风力发电并网技术我们所述的风力发电并网技术指的是发电机输出的电压在幅值,频率乃至向位上和电网系统的电压是一致的。
风力发电并网是完成风力发电到电能供应的必要过程,是实现电能输出的必要环节。
并网技术的关键是确保风力发电机组输出,电力能源的电压和被接入电网的电压在扶智相位频率等方面保持一致,能够保证风力发电并网实施后,整体电能供应的稳定性而目前的风力发电并网技术主要有两种,一种是同步风力发电并网技术,另一种是异步风力发电并网技术。
同步风力发电并网技术主要是将风力发电机和同步发电机相结合,在进行同步发电机的运行中能够有效的输出有功功率,并且能保证为发电提供必要的无功功率,促进周波稳定性提升,可以有效的提高电能稳定性。
同步风电发力机具有工作效率高,体积小,结构紧凑,成本的可靠性高,维护量小等优点。
该发电机的转速平稳负载特性强,周波稳定,发电机组发电电能质量高,这导致同步风力发电机在风力发电中的应用十分广泛。
同步风力发电并网技术在整个风力发电技术的应用中占很大的比重。
在同步风力发电并网技术的应用中,风速波动明显会造成转子转距出现较大的波动,容易影响发电机组并网调速的准确性。
为了解决这个问题,可以采用在电网和发电机组之间安装变频器的方法避免电力系统无功震荡和步失,有效的提高并网质量。
异步风力发电并网技术跟同步风力发电并网技术相比,其主要是借助转差率实现对发电机的运行复合的调整目标,在具体的调速精度方面要求并不高。
这种技术能够减少相关同步,设备安装的繁琐,也可以省去整部操作环节,实现转速的适当调整。
但是这种技术也有缺点,他在具体的并网操作中可能会产生冲击电流,如果产生的冲击电流过大,就会导致电网电压水平降低,不利于电网的安全运行。
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。
变速恒频风力发电机空载并网控制随着环境保护和可持续发展的重要性日益凸显,风力发电作为一种清洁、可再生的能源,得到了广泛应用。
在风力发电机组中,变速恒频风力发电机是一种常见的类型。
本文将重点探讨变速恒频风力发电机空载并网控制的原理、优缺点及应用。
变速恒频风力发电机组是一种通过风轮捕捉风能,并将其转换为电能的技术。
与恒速恒频风力发电机相比,变速恒频风力发电机具有更高的风能利用率和更宽的转速范围。
其工作原理是,通过调整风轮转速,以适应风速的变化,从而保持发电机输出频率的稳定。
空载并网控制是指风力发电机在不带负载的情况下与电网连接。
实现空载并网的关键在于控制风轮转速和发电机电流,以确保发电机与电网的同步。
常见的空载并网控制策略包括以下两种:直接并网法:在风速达到额定值后,风轮直接驱动发电机进入同步状态,然后进行并网。
此种方法简单直接,但并网瞬间会产生较大的冲击电流。
软并网法:通过控制风轮和发电机的转速,缓慢地将发电机接入电网,从而避免冲击电流的产生。
这种方法需要更多的控制环节和算法,但其并网效果较直接并网法更为平稳。
优点: a.由于能够适应风速的变化,所以具有较高的风能利用率; b.通过调整转速,可以减轻风轮和发电机的机械应力,提高设备的寿命;c.与恒速恒频风力发电机相比,其启动和停止更为灵活。
缺点: a.控制系统的设计较为复杂,需要精确的转速和电流控制; b.并网过程中可能产生较大的冲击电流,对电网造成一定的影响; c.需要采取措施来应对电网的波动,以保证系统的稳定运行。
变速恒频风力发电机空载并网控制在现代风力发电场中得到了广泛应用。
例如,根据某风力发电场的数据,采用变速恒频风力发电机空载并网控制后,该风电场的年发电量增加了30%,同时设备维护成本降低了20%。
这充分证明了变速恒频风力发电机空载并网控制在提高发电效率和降低运行成本方面的优势。
变速恒频风力发电机空载并网控制是风力发电技术中的重要一环。
通过控制风轮转速以适应风速的变化,保持发电机输出频率的稳定,可以实现高效的电能转换。
风力发电机组的并网装置随着全球对可再生能源的需求越来越高,风力发电成为其中一个备受关注的领域。
风力发电机组的并网装置是连接风力发电机组和电网之间的必不可少的设备,其作用是将风力发电机组产生的电能稳定地接入电网,以满足用户的能源需求。
风力发电机组的工作原理风力发电机组主要由风轮、变速箱、电机、发电机、控制系统和并网装置组成。
当风力发电机组受到风力作用时,风轮开始旋转。
通过变速箱的调节,将转速调整为适当的数值,以驱动电机带动发电机进行发电。
发电机在旋转过程中将机械能转化为电能,经过变压器升压后,输入到并网装置中。
并网装置的作用并网装置是将风力发电机组产生的电能接入电网的必不可少的设备。
其最主要的作用是控制风力发电机组输出的电能,以确保电能的安全、稳定地注入到电网中。
并网装置能够识别并适应电网的电压、频率和电源特性,从而使风力发电机组的输出与电网同步。
并网装置的组成一般而言,风力发电机组的并网装置主要由以下几个部分组成:1. 电缆系统电缆系统主要包括电缆、接头、附件等组成部分。
电缆是连接风力发电机组和电网之间的媒介,电缆数量和长度因发电机容量和距离而异。
保证电缆系统质量和安全,对于电力传输的稳定性至关重要。
2. 控制器控制器是并网装置的核心部分,其具有时序控制、保护功能和通信接口。
控制器能够识别电网电压、频率等特性,同时能够对电网失稳、变化等情况做出响应。
在电网发生故障时,控制器会自动切断风力发电机的输出,以保证用户安全。
3. 变流器变流器是将产生的交流电转化为直流电,在同步电机后产生的电势,是并网装置的核心部分。
变流器能够根据电网电压和频率调整输出电压和频率,以确保和电网同步。
4. 隔离器隔离器主要是为了保护风力发电机组和电网的相互独立,从而避免风力发电机组或电网发生故障时互相影响。
隔离器能够隔离发电机组和电网,从而保证电网的稳定和安全。
总体而言,风力发电机组的并网装置是连接风力发电机组和电网之间的必不可少的设备。
风力发电机组的并网2008年07月23日星期三 09:23当平均风速高于3m/s时,风轮开始逐渐起动;风速继续升高,当v>4m/s时,机组可自起动直到某一设定转速,此时发电机将按控制程序被自动地联入电网。
一般总是小发电机先并网;当风速继续升高到7~8m/s,发电机将被切换到大发电机运行。
如果平均风速处于8~20m/s,则直接从大发电机并网。
发电机的并网过程,是通过三相主电路上的三组晶闸管完成的。
当发电机过渡到稳定的发电状态后,与晶闸管电路平行的旁路接触器合上,机组完成并网过程,进入稳定运行状态。
为了避免产生火花,旁路接触器的开与关,都是在晶闸管关断前进行的。
(一)大小发电机的软并网程序1)发电机转速已达到预置的切人点,该点的设定应低于发电机同步转速。
2)连接在发电机与电网之间的开关元件晶闸管被触发导通(这时旁路接触器处于断开状态),导通角随发电机转速与同步转速的接近而增大,随着导通角的增大,发电机转速的加速度减小。
3)当发电机达到同步转速时,晶闸管导通角完全打开,转速超过同步转速进入发电状态。
4)进入发电状态后,晶闸管导通角继续完全导通,但这时绝大部分的电流是通过旁路接触器输送给电网的,因为它比晶闸管电路的电阻小得多。
并网过程中,电流一般被限制在大发电机额定电流以下,如超出额定电流时间持续3.0s,可以断定晶闸管故障,需要安全停机。
由于并网过程是在转速达到同步转速附近进行的,这时转差不大,冲击电流较小,主要是励磁涌流的存在,持续30~40ms。
因此无需根据电流反馈调整导通角。
晶闸管按照0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°、180°导通角依次变化,可保证起动电流在额定电流以下。
晶闸管导通角由0°大到180°完全导通,时间一般不超过6s,否则被认为故障。
晶闸管完全导通1s后,旁路接触器吸合,发出吸合命令1s内应收到旁路反馈信号,否则旁路投入失败,正常停机。
风力发电系统并网与稳定性分析引言随着对可再生能源的需求越来越大,风力发电逐渐成为一种广泛应用的清洁能源技术。
风力发电系统的并网与稳定性是保障其可靠运行的重要因素。
本文将对风力发电系统的并网过程以及稳定性分析进行探讨。
一、风力发电系统的并网过程1. 风力发电系统的组成风力发电系统主要由风力机、变台、变流器、电网等组成。
其中风力机负责将风能转换为机械能,并通过变台将机械能转换为电能,再通过变流器将电能转化为适应电网要求的交流电。
2. 并网条件与要求风力发电系统的并网需要满足一定的条件与要求。
首先,电网的频率、电压和相位应与风力发电系统相匹配,以确保电能能够顺利输送。
此外,与电网的连接点需要符合一定的容量和技术要求,以确保正常运行。
3. 并网过程风力发电系统并网的过程大致分为三个阶段:准备阶段、同步阶段和投入运行阶段。
在准备阶段,风力发电系统与电网进行初步连接,并进行必要的测试和校验。
在同步阶段,风力发电系统需要与电网进行频率、电压和相位的同步。
最后,在投入运行阶段,风力发电系统与电网正式实现互联互通。
二、风力发电系统稳定性分析1. 稳定性定义与指标风力发电系统的稳定性是指系统在面对外部扰动时维持某种稳定的状态的能力。
常见的稳定性指标包括频率稳定性、电压稳定性和功率稳定性。
2. 风力发电系统的稳定性问题风力发电系统的稳定性问题主要包括频率波动、电压波动和功率波动。
由于风力发电的不稳定性,电网会受到风速的影响而频繁波动,给电网的稳定性带来一定的挑战。
3. 稳定性分析方法稳定性分析是评估风力发电系统是否满足电网的要求的重要手段。
常见的稳定性分析方法包括灵敏度分析、模态分析和动态过程仿真等。
通过这些方法,可以对风力发电系统的稳定性进行量化评估,并找出其不稳定的原因和解决途径。
4. 提升风力发电系统稳定性的措施为了提升风力发电系统的稳定性,可以采取一系列措施。
首先,提升风力发电机组的控制策略,使其更好地适应电网需求,降低频率和电压波动。