风力发电及相关技术发展现状和趋势
我国海上风力发电发展现状和趋势

我国海上风力发电发展现状和趋势海上风力发电,作为可再生能源的重要组成部分,近年来在全球范围内经历了快速发展。
我国作为世界最大的能源消费国,对海上风力发电的发展非常重视。
下面将从现状和趋势两个方面进行分析。
一、现状目前,我国海上风力发电尚处于起步阶段,但取得了一定的进展。
截至2024年,我国已经建成并运行的海上风电装机容量达到10.9GW,位居世界第三、同时,还有一大批项目正在建设和规划之中,预计到2024年底,我国的海上风电装机容量将达到30GW左右。
我国海上风力发电主要集中在东海、南海和黄海等地区。
其中,浙江舟山群岛风电示范区、广东陈家、湛江、深圳等地和江苏南通、上海和辽宁的三沙项目等都具备一定的推广和示范作用。
同时,在福建、山东、天津、黑龙江和辽宁等地也有一些项目正在规划和建设之中。
二、趋势1.政策支持:国家对于海上风力发电的政策支持力度逐渐加大。
2024年,国家发改委发布了《关于加快推进风电发展的指导意见》,明确提出要大力发展海上风电。
此外,国家还加大了对海上风电技术研究和示范项目的支持力度。
2.技术进步:海上风力发电技术不断成熟和改进,风机容量逐渐增大,综合利用率也在提高。
同时,我国在自主研发和生产风机装备方面取得了巨大的成就,逐渐摆脱对进口设备的依赖。
4.国际合作:随着我国海上风力发电技术的不断成熟和发展,我国开始积极参与国际海洋能源合作,与德国、丹麦、英国等国家开展技术合作和项目合作,进一步推动我国海上风力发电的发展。
5.资金支持:近年来,我国海上风力发电项目的融资环境逐渐优化,各类融资渠道得到拓宽,海上风电项目的投资成本也在降低,吸引了更多的投资者的关注和参与。
总之,我国海上风力发电发展正处于快速发展期,未来仍然具有很大的潜力和空间。
然而,也需要注意到一些挑战和问题,比如技术成熟度、环境保护、海域规划等方面的挑战。
未来,随着技术的不断进步和政策的支持,我国的海上风力发电必将迎来更加广阔的发展前景。
风力发电的发展状况与发展趋势

风力发电的发展状况与发展趋势一、引言风力发电作为一种清洁、可再生的能源,近年来在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
本文将详细介绍风力发电的发展状况以及未来的发展趋势。
二、风力发电的发展状况1. 全球风力发电装机容量的增长根据国际能源署的数据,全球风力发电装机容量自2000年以来呈现出持续增长的趋势。
到2022年底,全球风力发电装机容量已达651.9 GW,相比2000年增长了近30倍。
中国、美国和德国是全球风力发电装机容量最大的三个国家。
2. 风力发电的发电量增长随着风力发电装机容量的增加,全球风力发电的发电量也在不断增长。
根据国际能源署的数据,全球风力发电的发电量自2000年以来年均增长率超过20%。
2022年,全球风力发电的发电量达到1,650 TWh,相当于全球电力需求的5%。
3. 国内外风力发电技术的进步随着科技的不断进步,风力发电技术也在不断创新和改进。
目前,主流的风力发电技术包括水平轴风力发机电组和垂直轴风力发机电组。
水平轴风力发机电组在全球范围内得到了广泛应用,而垂直轴风力发机电组则在一些特殊环境下具有一定的优势。
三、风力发电的发展趋势1. 技术创新与成本降低未来,风力发电技术将继续创新和改进,以提高发电效率和可靠性。
同时,随着技术的成熟和规模效应的体现,风力发电的成本也将进一步降低,使其在能源市场中更具竞争力。
2. 海上风力发电的兴起海上风力发电具有风能资源更加丰富、风速更稳定等优势,被认为是未来风力发电的重要发展方向。
目前,全球已建成的海上风电装机容量正在快速增长,估计未来将继续保持较高的增长速度。
3. 智能化与数字化应用随着信息技术的快速发展,智能化与数字化应用在风力发电领域的应用也将越来越广泛。
通过智能化监控和控制系统,可以实现对风力发机电组的实时监测和远程控制,提高运维效率和可靠性。
4. 与其他能源形式的整合未来,风力发电将与其他能源形式进行整合,以实现能源的多元化供应和优化利用。
国外风力发电发展现状

国外风力发电发展现状风力发电是一种快速发展的可再生能源技术,在世界各地得到了广泛应用。
以下是国外风力发电发展的现状:1.增长速度:国外风力发电行业呈现出快速增长的趋势。
根据国际能源署(IEA)的数据,2019年全球新增的风力发电装机容量达到了60 GW以上。
特别是在欧洲,风能成为了主要的电力来源,德国、英国、西班牙和丹麦等国一直位居世界风力发电装机容量排名前列。
2.技术进步:国外风力发电技术在过去几十年中取得了长足进步。
现代风力涡轮机的设计更加高效,并且能够适应更复杂多变的天气条件。
风力涡轮机的尺寸和功率也不断增加,新一代的涡轮机能够产生更高的发电能力。
3.投资增加:由于风力发电被认为是减少温室气体排放和应对气候变化的重要手段,国外政府和能源公司对风电发展进行了大规模投资。
据IEA的报告,2019年全球对风电的投资超过了1300亿美元,未来几年预计会进一步增加。
4.海上风力发电:海上风力发电作为一种新兴形式的风能利用方式,近年来得到了广泛关注和发展。
欧洲国家,特别是英国、德国和荷兰等国,一直在积极推进海上风电项目。
海上风力发电具有更高的风能资源和更大的发展空间,可以在离岸海域进行大规模建设。
5.挑战和机遇:尽管国外风力发电取得了可喜的发展成果,但仍然面临一些挑战。
例如,风速波动、航空安全、噪音污染和对野生动植物的影响等问题需要得到解决。
然而,风力发电依然具有巨大的潜力,可以为国外实现可持续发展和能源转型提供可行的解决方案。
总之,国外风力发电行业正在取得快速增长,得到了政府和能源公司的大力支持。
随着技术的不断进步和投资的增加,风力发电将继续发展壮大,为国外提供更清洁、可持续的能源。
风力发电的发展现状及应用

风力发电的发展现状及应用一、风力发电的发展现状风力发电是一种利用风能产生电力的技术,目前已经成为可再生能源领域中的主要代表之一。
随着全球对清洁能源的需求不断增加,风力发电技术取得了长足的发展,成为全球能源结构的重要组成部分。
1.全球风力发电装机容量的快速增长根据国际能源署(IEA)的数据显示,2000年至2019年,全球风力发电的装机容量从17.5GW增长到651GW,呈现出了快速增长的趋势。
特别是在欧洲、北美以及亚洲地区,风力发电已成为主要的清洁能源之一。
2.技术进步推动风力发电成本持续下降随着技术的不断创新和进步,风力发电的成本在持续下降。
据国际可再生能源机构(IRENA)的数据显示,全球范围内,风力发电的成本已经大大降低,特别是在欧洲一些发达国家,风力发电的成本已经竞争力十足,甚至低于传统化石能源。
3.政策和市场推动风力发电的发展许多国家和地区都出台了支持风力发电的政策和规划,鼓励企业和投资者加大对风力发电的投入。
而且,一些国家还采取了采购电力的方式,鼓励风力发电项目的建设和发展。
4.风力发电在能源转型中的重要作用当前,全球正在进行能源结构的转型,寻求更加清洁和可持续的能源供应。
而风力发电正是能够满足这一需求的重要能源形式,它能够代替传统的化石能源,减少温室气体的排放,保护环境和改善空气质量。
二、风力发电的应用风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,具有较广泛的应用领域。
它不仅可以用于大型商业发电项目,也可以在小型家庭和商业用途中得到应用。
1.大型商业风电项目大型商业风电项目是风力发电的主要应用形式,它通常是由大型风力发电场组成,通过集中式的发电和输送系统,为城市和工业区域供应电力。
这种风电项目通常会占据较大的土地面积,需要大规模的投资和建设。
2.分布式风能发电项目分布式风能发电项目是指在城市、农村或者工业区域附近设立小型风力发电设备,利用风能为小范围用户供电。
这种项目通常规模较小,可以分散建设,适合于电网不发达或者需求相对较小的地区。
风力发电的发展状况与发展趋势

风力发电的发展状况与发展趋势引言概述:风力发电作为一种清洁能源,近年来得到了越来越多的关注和发展。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行分析,以期为读者提供全面的了解。
一、发展状况1.1 全球风力发电装机容量不断增长全球风力发电装机容量自20世纪90年代初开始逐年增长,目前已经超过了600GW。
其中,中国、美国、德国、印度和西班牙是世界上风力发电装机容量最大的国家。
1.2 技术不断进步,风力发电成本逐渐降低随着技术的不断进步,风力发电的成本逐渐降低,已经接近甚至低于传统能源。
风力发电机组的效率不断提高,风力发电的发电效率和稳定性也在不断改善。
1.3 政策支持和市场需求促进风力发电的发展各国政府纷纷出台支持风力发电发展的政策,如补贴政策、排放限制等,这些政策的出台促进了风力发电的发展。
同时,随着环保意识的提高,市场对清洁能源的需求也在不断增加,这也为风力发电的发展提供了市场保障。
二、发展趋势2.1 大规模海上风电将成为发展趋势随着陆地资源的逐渐枯竭,海上风电将成为未来风力发电的发展方向。
海上风力资源丰富,风速稳定,可以提高风力发电的利用率和效率。
2.2 智能化技术将助力风力发电发展随着物联网、大数据等技术的发展,风力发电设备将更加智能化,可以实现远程监控、故障预警等功能,提高风力发电的运行效率和可靠性。
2.3 能源储存技术将推动风力发电的发展风力发电的不稳定性一直是其发展的瓶颈之一,而随着能源储存技术的不断进步,风力发电可以更好地与储能技术结合,提高风力发电的可靠性和稳定性。
三、结语综上所述,风力发电作为一种清洁能源,其发展状况良好,发展趋势也十分乐观。
随着技术的不断进步和政策的支持,风力发电将在未来发挥越来越重要的作用,为全球清洁能源转型做出贡献。
风力发电的发展趋势

风力发电的发展趋势一、风力发电的发展历程风力发电的历史可以追溯到2000多年前,最早的风力发电综合利用风能的方式是风车,用来提供机械动力,比如磨面粉,抽水等。
而第一批商业风电机组、则出现在1870年左右。
直到今天,风力发电已经成为了全球最重要的新型能源,并且取得了重大的发展成就。
随着技术的进步,风力发电的效率和可靠性不断提升,成本不断降低,其在能源领域的地位日益重要。
二、风力发电的技术趋势1. 大型化、高效化目前,风力发电机组的容量不断增大,从最早的几十千瓦,到目前的数兆瓦级别,未来还有望进一步提升。
大型化的风力发电机组不仅可以更好的利用风能,提高能源转换效率,而且在降低单位能耗成本方面也具有明显的优势。
2. 智能化随着物联网、云计算、大数据等信息技术的快速发展,风力发电设备也面临着智能化的趋势。
智能化技术可以对风力发电设备进行远程监控和管理,提高设备的运行效率和可靠性。
智能化技术还能帮助运维人员更好的进行预测性维护,延长设备的使用寿命,提高整体的投资回报率。
3. 海上风电随着陆地资源的日益枯竭,海上风电已经成为未来风力发电的主要发展方向。
海上风电资源丰富,风速稳定,且对景观和环境影响较小。
相比陆地风电,海上风电技术较为成熟,但同时也面临着更大的挑战。
未来海上风电将会实现更大规模的商业化应用,并成为风电发展的主要领域之一。
1. 全球化发展随着全球化进程的不断加速,风力发电已经成为全球范围内的发展热点。
不论是发达国家还是发展中国家,都纷纷投入大量资金用于风力发电的研发和建设。
未来,风力发电将进一步实现全球化发展,全球范围内将形成更为紧密的合作与竞争格局。
2. 多元化利用未来风力发电将逐步实现多元化利用,不仅可以作为发电设施,同时还可以与其他能源形式进行有效整合,例如与太阳能、储能、地热能等形成混合能源,实现对能源的高效利用。
未来风力发电还有望在工业、农业、交通运输等领域实现更加广泛的利用。
随着全球气候变化的不断加剧,各国纷纷加大对可再生能源的发展力度,风力发电成为了各国发展可再生能源的主要选择之一。
2024年微风发电市场发展现状

微风发电市场发展现状引言近年来,随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显,微风发电作为一种清洁能源的代表,逐渐受到人们的重视。
相比传统的火力发电和燃油发电,微风发电具有取之不尽、利用全天候等优势,因此在能源行业中呈现出了良好的发展势头。
本文将介绍微风发电市场的发展现状,并探讨未来的发展趋势。
市场规模与增长趋势根据相关数据统计显示,目前全球微风发电市场规模正在快速扩大。
2019年,全球微风发电市场规模达到XX GW,预计到2025年将超过XX GW。
这一趋势主要受到环境意识的提高和政府的支持政策的推动。
各国纷纷采取措施,鼓励开展微风发电项目,包括提供资金补贴、优惠税收政策等。
因此,微风发电市场在未来几年内将继续保持快速增长的态势。
主要市场分布情况目前,全球微风发电项目主要分布在北美、欧洲和亚洲等地。
其中,美国、中国和德国是全球微风发电市场最大的三个国家。
在美国,微风发电市场得到了各州政府的大力支持,通过引入激励措施和建立合理的发电价格机制,鼓励了企业和个人参与微风发电项目。
中国作为世界上最大的能源消费国之一,大力推动清洁能源发展,微风发电作为其中的重要组成部分,得到了广泛关注和支持。
德国则以其先进的技术和政策支持,成为欧洲微风发电市场的领导者。
技术与应用研究进展在微风发电技术方面,目前主要有传统的水平轴风力发电机和新型的垂直轴风力发电机两种主流技术。
水平轴风力发电机具有成熟、稳定的特点,广泛应用于大规模风电场。
而垂直轴风力发电机则在小规模微风发电领域有着更好的适应性。
此外,随着技术的发展,一些新型材料和结构设计也被应用于微风发电机的研制,提高了发电效率和可靠性。
微风发电的应用领域也越来越广泛。
除了大规模风电场外,微风发电技术也逐渐应用于建筑、交通和农业等领域。
例如,在城市建设中,高楼大厦的顶部和外墙可以利用微风发电技术,为建筑提供部分电力需求;在交通方面,微风发电技术可以应用于公交车站和地铁站等场所,为装备充电等提供便利。
浅谈风力发电的现状及前景

浅谈风力发电的现状及前景1. 引言1.1 介绍风力发电的背景意义1. 可再生能源:风力发电是一种可再生能源,通过利用风能来产生电力,可以有效地减少对有限资源的消耗,实现能源可持续利用。
2. 环保节能:风力发电不会产生二氧化碳等温室气体和污染物,是一种清洁、环保的能源形式,有助于改善空气质量,减少能源消耗。
3. 节约资源:利用风力发电可以减少对煤炭、天然气等非可再生能源的需求,有助于保护地球资源,降低能源的开采和开发成本。
4. 促进经济发展:发展风力发电产业可以刺激相关技术的进步和创新,带动就业增长,提高国家的能源安全和经济竞争力。
1.2 概述本文要讨论的内容本文主要讨论风力发电的现状及前景。
首先将介绍风力发电的发展历史,探讨其技术原理,并分析当前面临的主要问题。
随后将展望风力发电的未来发展前景,并探讨其在可再生能源中的地位。
最后对风力发电的现状进行总结,展望未来,并得出结论。
通过全面分析和探讨,可以更好地了解风力发电在能源领域中的地位和作用,为推动可持续发展提供参考。
2. 正文2.1 风力发电的发展历史风力发电的发展历史可以追溯到古代的帆船和风车。
帆船利用风力推动船只航行,风车则利用风力磨谷物或提水灌溉农田。
在18世纪末至19世纪初,随着工业革命的兴起,风力发电开始被用于发电。
最早的风力发电机是由丹麦物理学家和发明家皮特·鲁格特发明的,他于1891年建造了世界上第一个风力发电机。
20世纪初,风力发电开始在欧洲和美国得到广泛应用。
随着技术的不断进步和对可再生能源的需求增加,风力发电逐渐成为一种重要的清洁能源。
在20世纪末和21世纪初,随着风力发电技术的成熟和成本的降低,风力发电迅速发展。
目前,全球各国都在加大对风力发电的投资和推广,特别是在欧洲、中国和美国等国家和地区。
随着技术的不断创新和发展,风力发电系统的效率和稳定性不断提高,成本不断降低,风力发电正在成为一种可持续发展的清洁能源,为人类应对气候变化和能源安全提供了重要的支持。
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表1 1997~2002年世界风电市场的增长情况产经■ 华中科技大学电气与电子工程学院 魏 伟 进入21世纪以来,随着人口的迅速膨胀以及经济的高速发展,电力供需矛盾日趋突出,能源问题和环境问题已成为当今世界各国面临的重大问题。
开发新能源和发展可再生能源,实现经济可持续发展,已成为人类社会的共识[1- 3]。
风能作为一种可再生能源,其资源极其丰富。
据专家估计,全世界风能资源总量约为每年2万亿kW,也就是说,仅l%的地面风力就能满足全世界对能源的需求,由于风力发电技术的不断发展,近10年来风力发电的成本呈现快速下降的趋势,日趋接近燃煤发电的成本,因此风力发电越来越受到世界各国的重视,且发展风电具有显著的环保效益,丹麦的研究表明,用风电代替煤电是减少CO2排放的最廉价的措施之一。
综合资源、技术、经济、环保等因素,大规模发展风力发电,是解决我国能源和电力短缺最现实的战略选择。
世界风电的发展近几年来,风力发电的发展不断超越其预期的发展速度。
在过去5年中,全球风电累计装机容量的平均增长率一直保持在33%,而每年新增风电装机容量的增长率则更高,平均为35. 7%。
到2003年底,全球风力发电装机容量达到4千万kW,其总量相当于40座标准核电站的发电量总和,足以供应1600万欧洲普通家庭或4000万欧洲居民的电力需求。
目前,世界风能发电大部分集中在欧洲和美国,其中欧洲占全世界风电装机容量的74%,但其他地区也在崛起,目前约有50个国家加入风力发电的行列[4-6]。
世界风电市场的增长情况见表1。
从表1可见,风电成为世界上增长最快的能源。
到2002年底,全世界并网运行的风力发电装机容量达到31.128GW,是1996年装机容量的5倍;其中欧洲装机23.291GW,美国4.685GW,其他地区3.151GW;风电装机较多的国家是:德 改善能源结构,发展新的可再生能源,减轻对环境的污染,提高电能质量,己成为我国能源工业关注的一个热点。
风能不仅是目前最有开发利用前景的一种新能源,而且是应用技术最成熟的可再生能源,随着风能的开发和利用,风力发电相关技术也取得了显著的进步,并逐渐成为能源技术中的一个重要分支。
风力发电及相关技术发展现状和趋势(%)增长速度(%)产经国12.001GW,西班牙4.830GW,美国4.585GW,丹麦2.880GW和印度1.702GW,中国477 MW(其中包括台湾省9MW)。
表2为截止2003年,世界主要风电国家的装机容量与发展情况。
从表2可见,世界90%的风电市场份额集中在欧洲和美国;2001年德国、美国和西班牙风电均超过1GW, 2002年德国达到3GW,西班牙接近1.5GW,丹麦、美国超过400MW,目前风电市场的价值约为6.8×1012欧元。
欧洲风能协会和绿色和平组织期望并预测2020年全球的风力发电装机容量将达到12.3亿kW,这是2002年世界风电装机容量的38.4倍,约为中国当前装机容量的3.3倍,每年装机容量将达到1.5亿kW,风力发电容量将占全球发电总量的12%。
“风力12%”的蓝图,展示出风力发电已经成为解决世界能源问题不可缺的重要力量。
风力发电不再是一种可有可无的补充能源,已经成为最具有商业化发展前景的成熟技术和新兴产业,未来有可能成为世界最重要的替代能源。
我国风电发展的状况我国的风能资源十分丰富[7-10],据中国气象科学研究院估算,全国平均风能密度为100W/m2, l0m高层的风能资源总储量为32.68亿kW,其中实际可开发利用的陆地风能资源量为2.53亿kW[7]。
自1986年5月山东荣成建成我国第l个并网型风电场开始,到2003年底,中国已经在14个省、自治区建立了40个风电场,安装的风电机组累计1061台,总装机容量达到568.41MW,约占中国电力总装机量的0.15%,约占世界风电总装机容量的1.4%。
1991 ̄2003年全国风电每年新增装机容量和累计装机容量如图1。
与国外相比,我国风电发展速度极其缓慢。
尽管从20世纪80年代就开始并网发电,但目前仍停留在起步阶段,未获得突破性进展,远未形成有规模效益的产业,此外在风机设备的制造水平上,己经成为国际主流机型的MW级机组与并网设备在我国尚处研制阶段,目前大型风机与相关设备只能依赖进口或与外商合作生产。
风力发电并网方式通常风力发电的可利用风速为3~20m/s,按照与风轮机相连接的发电机转速是否恒定,风力发电可分为恒转速运行与变速运行2种方式;按照发电机的结构不同,大致可分为交流异步发电机、交流同步发电机和交流双馈发电机几种形式的风力发电并网系统[11-13]。
图2为早期采用交流异步发电机的典型风力发电并网系统,交流异步发电机结构相对简单,发出的工频交流电可直接使用或经变压器输入电网。
在多数情况下,异步风力发电机以恒定转速运表2 2003年世界主要风电国家装机容量情况图1 1991~2003年全国风电各年新增装机容量产经行;绕线式异步电机可以通过接入转子的可变电阻来实现低频励磁调节以此来控制转矩大小,也可以变速运行。
因为要从电网吸收能量以获取励磁电流,所以异步电机风力发电系统一般不能脱离电网单独运行,除非用某种方式获得励磁。
异步电机风力发电并网时通过晶闸管控制的软并网装置接入电网,在同步转速附近合闸并网,因此冲击电流较大,另外需要增加电容无功补偿装置。
图3为采用交流同步发电机的典型风力发电并网系统。
早期的同步风力发电系统不论发电机的转矩(风轮机的阻转矩)如何变化,要求发电机的转速应恒定不变,否则发电机将与电网列解。
为此,同步发电机并网系统应采用调速机构,以维持发电机转子转速不变,并且需要进行同步与整步操作,这种风力发电机并网系统称为恒速恒频系统。
由于同步发电机并网系统需采用调速机构,从而增加了系统的复杂性。
当风能大幅波动时,作用在转子上的转矩极不稳定,调速机构的调速性能也很难达到同步发电机所要求的调速精度。
随着电力电子变流技术的进步,先进的同步风力发电系统常采用交-直-交的接入方式,即先把同步发电机输出的交流电变成改流,然后再逆变成工频交流电接入用户或电网,这种发电方式的优点是,发电机转速不必与电网频率要求的转速同步。
尤其随着高性能、低价格的钕铁硼(NdFeB)磁铁的普及,制造性能更加优良、结构更加简便的永磁同步风力发电机己成为可能。
交流永磁同步发电机的定子结构与一般同步电机相同,转子采用永磁结构。
由于没有励磁绕组,不消耗励磁功率,因而具有较高的效率。
采用永磁发电机可做到风力机与发电机的直接耦合,省去齿轮箱,即为直接驱动式结构,这样可以大大减小系统运行噪声,提高可靠性。
尽管由于直接耦合,永磁发电机的转速很低,使发电机体积大、成本高,但由于省去了价格较高的齿轮箱,使整个系统的成本还是降低了。
图4为采用交流双馈发电机的风力发电系统。
双馈发电机的结构和绕线式异步发电机类似,但在转子上有3个或4个滑环,其馈电方式和双馈电机或异步电动机超同步串级调速系统相似,即定子绕组接电网,转子绕组则由一套交流-交流或交流-直流-交流的变流器提供频率、相位、幅值都可以调节的电源图4 交流双馈发电机的风力发电系统图2 利用交流异步发电机的风力并网发电系统图3 采用交流同步发电机的典型风力发电并网系统产经实现恒频输出;为了得到恒频电流输出,先由变流器提供的低频励磁电流在转子中形成一个旋转磁场,这个磁场的旋转速度和转子的机械转速相加等于定子磁场的同步转速,从而在定子绕组中感应出工频电压,当风速变化引起发电机转子转速变化时,改变转子绕组中励磁电流的频率和旋转磁场的转速可以保持定子旋转磁场的转速恒定,达到变速恒频发电的目的,还可以通过调节励磁电流的幅值和相位实现发电机的有功、无功功率的独立调节,由于变流器只需要供给转差功率容量不需要很大,大大减少了变流器的容量,变流器的成本及控制难度大大降低。
它的缺点是交流励磁发电机需要滑环和电刷。
目前这种风力发电技术正越来越得到风力发电工作者的关注,前景较为乐观。
上述系统由于发电机与传统的绕线式感应电机类似,一般具有电刷和滑环,需要一定的维护和检修。
目前有一种新型的无刷双馈电机风力发电系统,采用的发电机是无刷双馈发电机,其定子有两套绕组,一套称为功率绕组,直接接入电网;另一套绕组称为控制绕组,通过双向变流器接电网,它的转子结构为笼型或磁阻式,无需电刷和滑环,转子的极数为定子两个绕组极对数之和。
发电机转子和风机相连,发电机的转一子绕组和定子控制绕组直接相连,变流器产生定子控制绕组的电压,当发电机转子转速变化时,可以通过变流器改变控制绕组中电流的频率,从而使得发电机的输出电压频率保持不变。
这种发电机的恒频控制方案是在定子绕组中实现的,流过定子控制绕组的功率仅仅是发电机总功率中的一小部分,能够有效地降低变流器的容量,同时还可以灵活控制发电机的有功和无功功率,由于没有电刷和滑环不需要维护,发电机结构简单,降低了发电机的成本,提高了运行的可靠性;且双馈发电机系统由于电力电子变流装置容量较小,很适合应用于大型变速恒频风力发电系统。
这种系统的缺点是定子需要两套绕组。
风力发电并网相关问题随着风力发电并网系统的容量越来越大,其对电力系统的影响就变得越来越明显,研究风电并网对电力系统的影响己成为重要课题。
大型风电场并网会改变电力系统原有的潮流以及网损分布,因此对电网的规划提出了新的要求;可能给配电网带来电能质量问题,如谐波污染、电压的波动及闪变;对系统的功率角、频率以及电压稳定性产生不利影响;需要重新评估系统发电的可靠性,分析风电容量的可信度;研究新的无功调度及电压控制策略以保证风电场和整个系统的电压水平及无功平衡,对孤立系统的稳定性影响等[14]。
1.电压闪变风力发电机组大多采用软并网方式,但是在起动时仍然会产生较大的冲击电流。
当风速超过切出风速时,风机会从额定出力状态自动退出运行。
如果整个风电场的所有风机几乎同时动作,这种冲击对配电网的影响十分明显。
不仅如此,风速的变化和风机的塔影效应都会导致风机转矩的波动,如果其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内(低于25Hz)风机在正常运行时也会给电网带来闪变问题。
国际电机委员会成立了一个工作组,研究风电并网对电网电能质量的影响,在其报告中特别提到电压闪变可能是限制风电发展的重要因素。
尽管电压闪变可以通过专门装置实地测量,但是在实际中,在风电场的设计阶段就需要预测它可能给电网造成的闪变,以此确定电网可以接受的最大风电容量。
对于电压闪变一些研究的基本结论包括以下几点:(1)风机的起动和退出、风速的紊流以及风机的塔影效应都可能导致电压产经闪变,尤其定桨距风机造成的后果更严重一些。
(2)电压闪变对并网点的短路电流水平和电网的阻抗比(有文献以阻抗角描述)十分敏感。