基于风力发电系统的分析综述.pdf

消费电子 电子科技 Consumer Electronics Magazine 2013 年 4 月下 基于风力发电系统的分析综述 李鹏飞 （中南大学信息科学与工程学院，长沙 410000 ） 摘 要 ：风力发电系统的一般组成 ，首先通过桨叶将风能转化为风机转动的机械能 ，由于风机的转速大多比较 低 ，需要用齿轮箱将风机的转速升高到发电机的额定转速附近，再经过发电机将机械能转化为电能 ，电力电子变流 器将发电机输出的电能转换为合适幅值或频率的电压、电流，经过并网变压器升压后接入大电网。系统转速、功率 等运行状态的控制可以通过改变风机桨叶的节距角实现 ，也可通过电力电子变流器来调节发电机的电磁力矩完成。 本文就风力发电的现状、技术、前景等展开一系列探讨和分析。 关键词：风力发电 ；电力系统；电力电子 中图分类号：TM614 文献标识码 ：A 文章编号 ：1674-7712 (2013) 08-0034-01 一、现状分析 系统，造成单运系统频率崩溃，进而造成单运系统全停。 尽量提高燃料利用率，提高发电效率，用洁净的可再生的 （二）对用电质量的影响 原料来代替矿物燃料，是各国能源建设遵循的原则。近年来， 风力发电机组的输出的功率是明显波动的，这是由风力资 人们已经逐渐认识到风力发电在减轻环境污染、调整电网中的 源不稳定和间歇性以及发电机组自身的结构特征所决定的，比 能源结构、解决偏远地区居民用电问题等方面的突出作用，无 如电压高地偏差、电压幅值波动、分量谐波以及周期脉动等， 论从调整电网结构，还是从商业化方面都促使人们开始重视发 其中电压波动和电压闪变对电能质量造成的危害是最大的。使 展风力发电。从八十年代中期到九十年代中期，世界风力发电 用固定桨速的风力发电机组在实际运行中等效于异步发电机， 技术取得了突飞猛进的发展，九十年代以来，世界风力发电容 需要从系统吸收大量无功。 量以平均每年 30%的速度增长，并且风力机的设计、制造技术 解决此问题的方法目前主要是依靠采用 SVC 或电容器组 趋向成熟，产品进入商品化阶段，发电成本竞争力越来越强； 等无功补偿手段，随着定桨定速风电机组的逐步淡出市场，这 同时，风电场建设和管理的水平以及规模也上升到崭新的阶 个问题也将会逐步得到缓解。 段。近十几年来风力发电机产品质量有了显著提高，作为一种 （三）对保护装置的影响 新的、安全可靠的、干净的能源而受到国际上风资源丰富国家 为了降低风电机组由于高频启停对接触器的损伤，风力充 的关注与大规模开发。 足的期间要保持风电机与电网的相互连接；若实际风速接近起 二、问题分析 动风速时，风电机组可以进行短时间的投产，风力电厂跟电网 （一）建址选择不佳，没有合理的选址方案 之间是存在双向的功率流动的。因此，继电保护装置的安排必 我国现有风能资源有限而且分布不精细，难以达到严格的 须考虑到这种运作方式。 选址标准。有甚者为了政绩，并无对本地区的风力资源做清晰 四、科研热点 的调查认证的情况下建设电厂，没有精确的风能可行性测量， （一）风况调查和风能储存研究。 就会导致建厂之后无电可以发的困境，并且浪费了大量资源