新能源发电技术 课件 第一章-新能源发电概述.pptx

第一章新能源发电概述

本章内容：

能源现状与可持续发展战略

风力发电

光伏发电

储能

第一章新能源发电概述

新能源发电技术新能源发电概述

1.1能源现状与可持续发展战略

能源储量结构

新能源发电技术新能源发电概述

我国可再生能源资源丰富，但是我国人口众多，能源资源相对匮乏。

新能源大多分布于西北、西南、中南等非经济发达区，利用率不理想。

1.1能源现状与可持续发展战略

能源生产结构

能源产出仍以煤炭为主，一次能源产量稳定增长，二次能源产出递增。

能源结构优化调整，清洁能源比重逐年提升。

新能源发电技术新能源发电概述

我国历年各类型装机发电量占比

规模以上工业原煤产量增速月度走势

1.1能源现状与可持续发展战略

能源消费结构

能源消费总量均处于低速增长状态，以较低的能源消费增速支撑经济的中高速发展。

我国能源消费构成中，煤炭处于主体性地位，石油和天然气对外依存度高，可再生能源消费占比持续提升。

新能源发电技术新能源发电概述

1.1能源现状与可持续发展战略

我国的可持续发展战略

“十三五”能源发展成就

能源资源开发利用效率大幅提高

生态环境明显改善

节能降耗减排取得突出成效

“十四五”发展规划

继续加速生产生活方式绿色转型

构建新型能源体系

新能源发电技术新能源发电概述

新能源发电技术

1.1能源现状与可持续发展战略

新能源发电技术的发展

实际电网的复杂特征

新能源发电技术新能源发电概述

新能源发电质量有所下降

恶劣电能质量对新能源发电系统本身的安全运行造成威胁

三相电压不平衡

谐波电压畸变

非理想运行状态

1.1能源现状与可持续发展战略

新能源发电技术的发展

故障穿越技术

新能源发电系统的故障穿越是指新能源发电机组能够成功穿越一定时间段内的一定程度的电网电压故障，保持风电机组在故障期间不脱网运行。

新能源发电技术新能源发电概述

电网故障

电网频率故障

电网电压故障

对称电压故障

不对称电压故障

1.1能源现状与可持续发展战略

新能源发电技术的发展

稳定运行与振荡抑制技术

新能源发电技术新能源发电概述

新能源设备与电网阻抗特性的不匹配

新能源发电系统与电网所构成的互联系统稳定裕度不足

振荡失稳

系统对新能源消纳能力下降甚至局部电网崩溃

振荡问题理论分析

特征值分析法

幅相动力学分析法

……

阻抗分析法

振荡抑制方法

优化控制参数

阻抗重塑技术

1.1能源现状与可持续发展战略

新能源发电技术的发展

储能技术

新能源发电技术新能源发电概述

负荷侧储能

提高电能质量

支撑分布式新能源接入

提升用户灵活调节能力

发电侧储能

平滑风光出力

跟踪发电计划

调峰调频能力

无功支撑

事故备用

提高系统安全稳定水平

电网侧储能

1.2风力发电

概述

新能源发电技术新能源发电概述

风电迅速发展

可再生能源发展迅速，其中风电已经成为目前技术最为成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的新能源。

矛盾问题凸显

设备产能过剩、质量问题、风电机组吊装后不能及时投产

风电送出消纳问题

亟需技术进步，降低新能源发电成本

……

1.2风力发电

风力发电基本原理

风力机

可将气流的动能转为机械能，是风力发电的必要条件之一。实际风力发电系统中普遍采用水平轴风力机，其通常由叶片、塔架、机舱等部分组成。

新能源发电技术新能源发电概述

（1）风轮

风轮由叶片和轮毂组成，是风力机捕获风能的部件。

（2）塔架

为风力机的支撑结构，可保证叶片能在具有较高风速的位置运行。

（3）机舱

机舱内则有传动装置、控制系统及发电机等。

1.2风力发电

风力发电基本原理

风力机利用风能转化成的机械功率为

其中，风能利用系数Cp是叶尖速比λ和叶片桨距角β的函数。

新能源发电技术新能源发电概述

在风速低于额定风速时，桨叶节距角β=0°，

通过变速恒频装置，风速变化时改变发电机转子转速，使风能 利用系数恒定在最大值Cpmax，捕获最大风能。

在风速高于额定风速时，调节桨叶节距角从而减少叶轮输入功率，使发电机输出功率稳定在额定功率。

在桨距角β固定时，对应于风力机最大风能利用系数，有一个最佳叶尖速比λm。要时刻进行变速控制，保证以最佳叶尖速比λm运行。

1.2风力发电

风力发电系统分类

风力发电系统

并网型

离网型

保持发电机转速不变以得到恒频电能

系统容量较小

可配备储能单元以提供稳定电力

占风力发电系统比例较小

发电机转速受风速变化影响

恒速恒频发电机系统（CSCF系统）

变速恒频发电机系统（VSCF系统）

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1.2风力发电

风力发电系统分类

恒速恒频发电系统

单机容量为600kW～750kW

的风电机组多采用恒速运行

方式，一般采用鼠笼型异步发电机，恒速风电机组主要有两种类型：定桨距失速型和变桨距风力机。

风能的利用率低

风速突变