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大型风电场及风电机组的控制系统方案

时间:2021-09-13    来源:鸭脖体育app    人气:

本文摘要:1前言 随着煤碳、石油等能源的渐渐耗尽,人类更加推崇可再生能源的利用。而风力发电是可再生能源中最廉价、最有期望的能源,并且是一种不污染环境的绿色能源。目前国外数百千瓦级的大型风电机组早已商品化,兆瓦级的风力发电机组也将要商品化。全世界风电装机总容量已多达1000万千瓦,单位千瓦耗资为1000美元,发电成本为5美分/千瓦时,早已具备与火力发电互为竞争的能力。 我国的风能资源非常丰富,理论储量为16亿kW,实际可利用2.5亿kW,有极大的发展潜力。

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1前言  随着煤碳、石油等能源的渐渐耗尽,人类更加推崇可再生能源的利用。而风力发电是可再生能源中最廉价、最有期望的能源,并且是一种不污染环境的绿色能源。目前国外数百千瓦级的大型风电机组早已商品化,兆瓦级的风力发电机组也将要商品化。全世界风电装机总容量已多达1000万千瓦,单位千瓦耗资为1000美元,发电成本为5美分/千瓦时,早已具备与火力发电互为竞争的能力。

  我国的风能资源非常丰富,理论储量为16亿kW,实际可利用2.5亿kW,有极大的发展潜力。1995年初,国家计委、科委、经贸委牵头公开发表了《中国新能源和可再生能源发展纲要(1996~2010)》。1996年3月,国家计委又制订了以国产化造就产业化的风电发展计划,即出名的乘风计划,为我国风力发电技术国产化说明了方向,建构了条件。

同时,我国也是利用风能资源展开风力发电、风力提水较早于的国家,到1996年底,我国小型风力发电机组保有量约15万台,年生产能力为3万台,均居世界首位。  2风力发电机组的类型  2.1恒速恒频与自排恒频  在风力发电中,当风力发电机组与电网并网时,拒绝风电的频率与电网的频率保持一致,即维持频率恒定。恒速恒频即在风力发电过程中,维持风车的扭矩(也即发电机的扭矩)恒定,从而获得恒频的电能。在风力发电过程中让风车的扭矩随风速而变化,而通过其它掌控方式来获得恒频电能的方法称作自排恒频。

  2.2两种类型机组的性能较为  由于风能与风速的三次方成正比,当风速在一定范围变化时,如果容许风车做到变速运动,则能超过更佳利用风能的目的。风车将风力发电转换成机械能的效率能用输出功率系数CP来回应,CP在某一确认的风轮周速比(桨叶钝速度与风速之比)下超过最大值。恒速恒频机组的风车扭矩维持恒定,而风速又常常在变化,似乎CP不有可能维持在最佳值。自排恒频机组的特点是风车和发电机的扭矩可在相当大范围内变化而不影响输入电能的频率。

由于风车的扭矩星型,可以通过必要的掌控,使风车的周速比正处于或相似最佳值,从而最大限度地利用风能发电。  2.3恒速恒频机组的特点  目前,在风力发电系统中使用最少的异步发电机归属于恒速恒频发电机组。为了适应环境大小风速的拒绝,一般使用两台有所不同容量、有所不同极数的异步发电机,风速较低时用小容量发电机发电,风速低时则用大容量发电机发电,同时一般通过逆桨距系统转变桨叶的攻角以调整输出功率。

但这也不能使异步发电机在两个风速下具备更佳的输入系数,无法有效地利用有所不同风速时的风能。  2.4自排恒频系统的构建  可用作风力发电的自排恒频系统有多种:如交仍然一交变频系统,交流励磁发电机系统,无刷双馈电机系统,电源磁阻发电机系统,磁场调制发电机系统,实时异步自排恒频发电机系统等。这种自排恒频系统有的是通过改建发电机本身结构而构建自排恒频的;有的则是发电机与电力电子装置、微机控制系统结合而构建自排恒频的。它们各有其特点,限于场合也不一样。

为了充分利用有所不同风速时的风能,应当对各种自排恒频技术做到了解的研究,尽早研发出有简单的,适合于风力发电的自排恒频技术。


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