风电并网技术现状及分析
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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。因此,需要对风电系统进行有效规划,采用适当的电网容量,从而实现电网系统快速发展,同时带动区域经济的发展。
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。因此在进行异步风力发电并网技术的应用时,可以进行无功补偿,避免抽选磁路饱和和电流增大的问题。异步风力发电机组的操作不复杂,而且其对控制力要求较低,实现发电控制,只需要调节一个重要参数。其在并网后的运行方面非常稳定,不会出现失步和震荡现象。
光伏发电与风力发电的并网技术分析
摘要:众所周知,我国的发电类型种类众多,其中光伏发电与风力发电被广泛应用在生产生活之中。本文将详细介绍光伏发电与风力发电并网技术的应用特征,通过专业的研究与调查,精准找出风力发电与光伏发电并网技术的运用现状,并提出优化风力发电与光伏发电并网技术的有效改进措施,其措施内容包含设计新型配电体系、完善综合发电系统、增加并网发电监测力度、控制并网运行状态及科学检测并网运用问题,从而有效增强风力发电与光伏发电并网技术的应用质量。
关键词:光伏发电;风力发电;并网技术析
引言
风能、光能作为清洁型能源,具有无污染、低成本的应用优势。因此,在新时期电力生产中,风力发电技术、光伏发电技术逐渐被推广应用,成为新能源发电技术体系中的关键技术。但是为发挥风电技术和光伏发电技术的应用优势,还应深入进行技术研究,针对性的改善电力生产中的能源结构。
1概述
1.1光伏发电并网技术
光伏发电适用于连接公共电网的技术手段,并网光伏发电系统由太阳能电池组、DC或AC逆变器、交流负载、变换器组成,系统运行期间,公共电网会和并网系统相互协调,共同供应电力资源。在此过程中,光伏发电系统主要是将直流电转换为交流电,公共电网则进行储能,起到蓄电的作用,有助于节约系统应用蓄电池时的成本。不仅如此,相较于蓄电池,公共电网储能的稳定性较强[3]。随着并网光伏发电技术的发展,航天、边防等领域的电能转换率明显提升,且电力供应成本下降。但是在具体应用并网光伏发电技术时,还应着重考虑“电压波动”“谐波”“无功平衡”等问题。 1.2风力发电的并网技术
风力发电是目前应用广泛的发电技术,可以利用丰富的风能资源,为电力企业提供更加稳定的能源。相比于火力发电与水力发电,风力发电更加适应低碳经济的发展,因此风电产业的规模持续增长。风力发电并网能够为人们提供稳定的电能资源,在并网发电系统中有风轮、齿轮箱、发电机、并网装置、变压器等装置,可以进行风能功率调节控制、风能传动、电能转换、电压变更等操作,最终将电能接入电网。随着风力发电的成熟,风电机组成为主流机组,机组的单机容量随之提升,为系统的稳定运行提供了保障。在电能质量控制中,谐波分量越高,线路电阻越大,由此引发的线损、局部过热等问题会影响电能的正常供给。在谐波作用下,线路老化问题严重,对电缆的危害增加。
风电新能源发展与并网技术分析评价 刘乔 (淮安信息职业技术学院) 摘要:伴随环保呼声的增高以及能源局势的愈发紧张,全世界都 开始对再生能源的利用和开发予以高度重视,而这当中又以风能是 现如今最为成熟的一项新能源,同时它的发展速度也非常快,然而它 也存在一系列问题,从而对输电网经济与安全运行构成一定冲击。文 章就风电能源技术的发展现状进行了大致分析,并对其发展技术、发 展的趋势展开了综合评述。 关键词:风电新能源并网技术分析评价 1风电新能源特点 1.1风电场的位置偏远因为我国的风资源分布地与 负荷中心存在较远的距离,网架结构非常薄弱,进而使得 电网的输电能力在某种程度上对风电外送起到限制作用, 在对风电进行大规模开发的情况下,还需建设配套风电送 出工程,同时还应对电网建设予以加强。 1.2风能能量的储存非常小因为风能的蓄电成本相 较于发电的戒本更高,使得整个电网欠缺蓄电能力,一般 而言会经由输出电量调节收纳电量。 1.3风能能量密度小在发电容量相等的情况下,所 需风力发电机风轮的尺寸比水轮机要大几十倍。 1.4风能稳定性差由于风能是过程性的能源,风向 和风速会时常发生改变,风力发电机很难对其进行控制和 调节,所以风电机组形成的电能也是随机变化和波动的。 1.5风轮机的效率低下按照理论而言,风轮机的最 大效率大概在百分之六十左右,但事实上其实际效率更 低。统计表明,垂直轴风轮机其最大效率处于百分之三十 到四十之间,而水平轴风轮机的最大效率则位于百分之二 十到五十之间。 1.6电网无法调度由于风能不可控,因此不能根据 负荷的大小来对风力发电进行调度,从而给电网调度造成 压力。再加上,绝大多数的风电机组都是无人看守的。 2电网受风电发展的影响 2.1影响电能质量以前风电单机容量很小,并且绝 大部分都是采用并网方便以及结构简单的异步发电机用 以和配电网直接相连。但由于风电场常常位于供电网络末 端,其配电网电压低、结构松散、承受冲击能力差,电压低。 所以,风电极有可能造成配电网出现谐波污染和电压闪变 的情况。 2.2系统稳定性不好在三相短路故障、线路开断、风 速扰动、发电机开断的状况下,系统频率与电压极易产生 大幅度波动。 2.2.1电压稳定性当电力系统里面有大量风电场被 接入之时,导致电压出现不稳定状况最主要的原因就在于 风电场需要无功功率。目前,绝大部分风力发电会采用异 步发电机,同时由外部系统为之提供无功功率支撑。而在 风电场容量比较大,而无功功率呈现控制力不足的状况之 时,容易对电压稳定性产生影响。 一方面,风电场的有功功率使负荷极限功率增大,从 而使静态电压的稳定性得到加强;二来,无功功率需求又 会导致负荷极限功率下降,进而使静态电压稳定性能降 低。由于大部分风电场都会采用异步发电机,因此当在电 网里面注入功率时,变速恒频风电系统会由电网内部来对 无功功率进行吸收,所以风电场便极有可能引发电压崩溃 或电压稳定性下降。然而,如果提供的系统无功功率非常 多,那么也可将之视为风电场并网可以让系统静态电压稳 定性增强。也就是说,风电并网会对电网静态电压形成双 重影响,这与风力发电机的运行点还有着密切的关系。 2_2.2频率的稳定性事实上,系统频率受风电场的影 响最主要由系统容量里面风电场所占比例来决定。在系统 风电容量占据较大比例之时,其输出功率的波动性会对电 网频率产生一定的影响,对电网电能的质量形成一定影 Ⅱ向。如此一来,便需电网中其他机组频率具备很强的响应 能力,能展开相应的跟踪调节,从而对频率的波动形成抑 制作用。由于风电不稳定,在风电失去出力之后,便会造成 电网频率减小,尤其是当风电占据较大比重之时,会对系 统频率的稳定性产生影响。要想使此影Ⅱ向消除最主要的方 法便是选取优化调度运行形势和提升系统备用容量。因为 大型电网其调节能力与备用容量非常充足,无需考虑风电 进入影响频率稳定性。但对小型电网来说,便不能不考虑 风电对稳定性以及频率偏移所造成的影响。 2.3影Ⅱ向电网调度及其规划由于风能存在不可控的 性质,因而不能对其进行可靠的预测。在风电场并网之后, 可用调峰容量将备用容量减去,剩下的容量便可用来进行 风电调峰,但要是用于风电调峰容量很有限,便会对风电 场的实际运行起到限制作用,在电网不能将风电场功率波 动予以完全平衡之时,一定要对风力发电的注入电网功率 进行限制。所以,在对发电计划进行安排实施,一定要对系 统的调频与调峰进行分析,此时系统的旋转备用除了需要 与调频、调峰彼此相符以外,还需和风电机组出力波动对 负荷平衡构成影响相符。 风电场建设不但与发电机组类型、装机容量、布置有 关,还与电网规划以及风电传输等问题相关。在将风电场 引入之后,由于风电存在随机性和不确定性,不但会使运 行成本和电网投资产生改变,同时还会造成供需平衡关系 产生改变。风电利用的小时数较为低,通常情况下,一个好 机组可达到大约每年二千五百小时,因此相比于火电电网 的投资效益,效益更好的是风电投资。因为风电具备间隙 性的特点,从而形成超出范围的危害,还有就是风电最优 装机比例问题等。所以,一定要对接入电网之后的风电场 进行规划,也就是风电场建设必须和电网建设同步发展, 从而展开大电网的配套建设。 3风电并网性能的改善对策 3.1预测风力发电的功率将风电转变成可调度电源 最为关键性的技术预测风力发电量。最近几年的研究显 示,需要将多个数字天气预报的模型进行相应的组合,同