《双馈式风力发电系统研究》论文答辩PPT(office2010版).ppt.ppt

指导教师：闫群民 双馈式风力发电系统的研究 选题的背景及研究意义 背景 能源危机加剧，环保意识增强，作为可再生资源的风力资源蕴量巨大、分布广泛、无污染，风力发电在各国得到了快速的发展。 意义 开发新能源、减少对能源的消耗，减少对环境的污染。提升风力发电机组的国产化率和行业竞争力,改进风力发电的技术与提高风电并网能力。 论文的结构和主要内容 第一章 风力发电概述 图1-1 2003-2010年全球新增风电装机容量（单位：MW，分区域） 2010年 全球新增风电装机容量35,802MW 累计装机容量达158,505MW 同比增长22.64% 第一章 风力发电概述 图1-2 欧盟历年来累计风电装机容量及其增速 2010年，欧盟累计装机容量达84，974MW，同比增长12.24% 2010年全球前十国家风电累计装机容量 截止2010年底，中国新增风电装机达1600万千瓦，同比增长62%，占全球新增风电装机容量的46%；累计容量达4182.7万千瓦，累计容量占市场份额为21.75%，超过美国，跃居世界第一。 国内风电现状与发展趋势 中国陆地风能可开发量约253GW， 海上风能资源估计可开发量在750GW左右 总计约1000GW 2010年底，累计装机容量达到4182.7万千瓦，预计到2020年中国风电累计装机可以达到2.3亿千瓦，相当于13个三峡电站；总发电量可以达到4649亿千瓦时，相当于取代200个火电厂。 海上风力发电成亮点 沿海各省海上风电发展规划 海上风力发电势头越来越迅猛，2010年世界新增风电装机中，海上风电占9.5%，达到历史新高。国家能源局的规划，到2015 年海上风电计划装机5000MW，2020 年装机30000MW。但从目前沿海各省规划的初步结果统计，2015 年的计划装机将达到15100MW，远远超过国家的规划。 风力发电的特点与局限性 特 点 风能资源丰富且可再生、清洁无污染 施工周期短实际占地少、对土地要求低 风电场运行简单、风力发电技术比较成熟 风力发电具有经济性 局限性 风能的能量密度小且不稳定 风能不能被大量储存 机械和电磁噪声 第二章 交流励磁风力发电系统的基本理论 风力发电系统可以分为两类 1 离网型风电系统 （独立的风电系统）又分为： a独立的风电系统 （一般100W—10kW的下小型机组） b 风力-柴油机发电联合系统 （10kW—200kW的风电机组） c 风力—太阳能发电联合系统 一般才用太阳能电池方阵 （10kW—200kW的风电机组） 2 并网型风电系统 一般单机容量在200kW以上，或者多台联网形成风电场。 风力发电系统分类 风力发电的控制技术按功率调节方式大体上可分为以下两类 第二类是变桨距调节控制的变速恒频(VSCF)发电系统 第一类是定桨距失速控制的恒速恒频(CSCF)发电系统 双馈式变速恒频风力发电系统示意图 同步发电机的风力发电系统示意图 风力机的分类 按照功率输出的大小分为小型（10kW以下），中型（10kW—100kW），大型（100kW以上）； 结构形式多种多样，大体上可以分为：水平轴风机，垂直轴风机； 风力机性能参数 风能利用系数 叶尖速比 定桨距风力机性能曲线 双馈感应风力发电机变速恒频运行的基本原理 双馈风力发电系统结构图 双馈感应发电机的等效电路图 第三章 风力机最大风能捕获运行原理 风力机输出功率和转速关系曲线图 最大风能捕获方法的比较 直接转速控制法 是使系统在风速变化时能保持一个最优的叶尖速比，以获得最大的功率。这种方法控制目标明确，原理简单，易于实现，但在实际应用中需要监测风速，目前还没有得到广泛应用的精确测量仪器，风速检测的误差会降低最大风能追踪的效果，现场中风速的检测就成为本方法难点。 跟踪最佳功率——转速曲线法，基于双馈电机可以进行有功和无功功率解耦控制，通过双馈电机的有功功率控制来实现最大风能追踪。不用检测风速，电控系统响应快，稳态误差小，跟踪的准确性高。 爬山有哪些信誉好的足球投注网站法中转速变化量与有功功率变化量成比例关系，但实际上两者是非线性的关系，从而会影响最大风能的追踪效果；采样周期T如果不恰当，整个系统可能出现不收敛，或者响应太慢的情况。 功率滞环比较控制法 实际上是爬山法的改进，存在和爬山法同样的问题。 第四章 变速恒频双馈风力发电系统双PWM变换器研究 转子侧PWM变换器的主要功能是在转子侧实现双馈发电机的矢量控制，确保有功和无功功率的独立调节；根据风速的变化，实现最大风能捕获运行。接于转子回路、用作交流励磁的电源必须是一个能量能够双向流动的变换器。采用当前电力电子技术构造可满足交流励磁要求的变换器主要有交－交变换器和PWM整