风力发电的并网接入及传输方式
风能发电场的电网接入与并网技术研究

风能发电场的电网接入与并网技术研究风能发电作为清洁能源之一,在全球范围内得到了广泛的应用和开发。
随着风电装机容量的不断增加,风能发电场的电网接入与并网技术成为当前研究的热点之一。
风能发电场的电网接入与并网技术研究涉及到技术、、经济等多个方面,其研究不仅对于风能发电场的发展具有重要意义,也对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
一、风能发电场的电网接入技术风能发电场的电网接入技术是指将风力发电装置与电网相连接,实现风能发电场向电网输送电能的过程。
电网接入技术对于风能发电场的安全稳定运行起着至关重要的作用。
在风能发电场的电网接入技术中,包括了风力发电机组与主变压器、电缆、断路器等设备的连接方式、接入点的选取、保护措施等内容。
1. 风力发电机组与主变压器的连接方式风力发电机组与主变压器的连接方式直接关系到风能发电场的电能输送效率和电网的安全稳定运行。
目前常见的连接方式主要包括直接连接方式和间接连接方式。
直接连接方式是指将风力发电机组直接与主变压器相连接,而间接连接方式则是通过中间设备(如集中变流器等)将风力发电机组与主变压器连接起来。
不同的连接方式各有优劣,需要根据实际情况进行选择。
2. 接入点的选取接入点的选取是指在电网中选择适合风能发电场接入的位置。
接入点的选取直接关系到风能发电场的电能输送效率和电网的安全稳定运行。
通常情况下,接入点应选择在电网相对集中的地方,以减小输电损耗,提高能源利用效率。
同时,接入点的选取还需要考虑到电网的负荷情况、电压等级等因素。
3. 保护措施风能发电场的电网接入需要设定相应的保护措施,以确保电网的安全稳定运行。
常见的保护措施包括过流保护、短路保护、过压保护等。
这些保护措施可以有效地防止电网由于故障而导致的损坏,保障电网的安全稳定运行。
二、风能发电场的并网技术风能发电场的并网技术是指将风力发电场连接到电网中,实现与电网的合作运行。
并网技术的研究对于提高风能发电场的电能利用率,降低风能发电场的运行成本具有重要意义。
陆地风电项目的并网操作与电网接入流程

陆地风电项目的并网操作与电网接入流程随着可再生能源的快速发展,陆地风电项目在全球范围内得到了广泛的关注和推广。
作为一种清洁、可再生的能源形式,风力发电广泛应用于能源供应和减少碳排放的需求之中。
然而,陆地风电项目的并网操作和电网接入流程是实施此类项目的关键环节。
本文将详细介绍陆地风电项目的并网操作和电网接入流程。
一、并网操作概述并网操作是指将风力发电场的电能输送到电网中的过程。
在风力发电场生成电能后,需要将电能输送到电网中,为供电系统提供清洁的电能。
并网操作涉及到各种关键步骤,包括配电网接入、电网调度控制、安全审查和维护等。
配电网接入是并网操作的第一个关键步骤。
通常情况下,风力发电场会建设一个升压站,将发电机产生的低压电能升压到适合输送到电网的高压电能。
升压站可能包括变压器和开关设备。
在将电能输送到升压站之前,风力发电场需要建设适当的输电线路和变电站。
电网调度控制是并网操作的第二个关键步骤。
电力系统的稳定运行需要进行调度控制,确保供电系统的负荷持续平衡。
风力发电场生成的电能将与其他能源来源的电能混合输送到电网中。
因此,电网调度将根据能源供应和负荷需求来优化电能的分配,以确保系统的稳定运行。
安全审查是并网操作的第三个关键步骤。
风力发电场在接入电网前,需要经过安全审查和评估。
这些审查包括对风力发电场的设计、施工和运行进行评估,以确保其符合电网安全标准和相关法律法规的要求。
安全审查还包括对电网的稳定性和可靠性的评估,以确保并网操作不会对整个电力系统造成负面影响。
维护是并网操作的最后一个关键步骤。
风力发电场在接入电网后,需要定期进行维护和保养,以确保其正常运行和发电效率。
维护工作包括设备检查、故障排除、备件更换等,旨在确保风力发电场的可持续发展。
二、电网接入流程电网接入是指将风力发电场与电网进行连接的过程。
在风力发电场建设完成后,接入电网成为必要的步骤,以实现电能的输送和供应。
电网接入的流程大致分为以下几个步骤:1. 建立接入协议:风力发电场的开发者需要与电网运营商建立接入协议。
风电发电机并网的方式讲解

控制系统
电网
空载并网的优点
通过对发电机转子交流励磁电流的调节 与控制,就可在变速运行中的任何转速 下满足并网条件,实现成功并网,这是 这类新型发电方式的优势所在。
很好的实现了定子电压的控制,实现简 单,定子的冲击电流很小,转子电流能 稳定的过渡,
b.带独立负载的并网方式
并网前发电机带负载运行,根据电网信息和定子电 压、电流对风力发电机进行控制。
此时自动并网开关尚未动作,发电机通 过双向的晶闸管平稳的接入电网。发电 机平稳运行后,双向晶闸管出发脉冲自 动关闭。发电机输出电流不再经过双向 晶闸管而是通过已闭合的自动开关触点 流向电网。
两种软并网的差异
第一种方式所选用的是高反压双向晶闸管的电 流允许值比第二种方式的要大得多。这是因 为第一种方式要考虑到能达到发电机的额定 电流值,第二种方式只要通过略高于发电机 空载时的电流就可以满足要求。但需要采用 自动并网开关,控制回路也略显复杂。
对电网时刻控制要求精确,若控制不当,则有 可能产生较大的冲击电流,以致并网失败。
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恒速恒频异步风力发电机及其并网方式及 特点
主要内容:
异步风力发电机的并网方式
a.恒速笼型异步风力发电机系 统
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异步发电机的并网结构
异步风力发电机的并网方式
直接并网方式 准同步并网方式 捕捉式准同步快速并网 降压并网方式 软并网方式
降压并网图示
异步电 机
电抗器
电网
无 功 补 偿
软并网(SOFT CUT-IN)技术
采用双向晶闸管的软切入法,使异步发电机并网, 其连接方式有两种
1,异步风力发电机通过(或双向)晶闸管软切入装置 与电网直接相连,异步风力发电机在接近同步速时, 晶闸管的控制角在1800一0o之间逐渐同步打开,晶 闸管的导通角也在0o一1800之间逐渐同步打开,当 异步风力发电机滑差为零时,晶闸管全部导通,这 时短接已全部导通的晶闸管,异步风力发电机输出 电流直接流向电网,风电机组进入稳态运行阶段。
风力发电机组的并网

风力发电机组的并网当平均风速高于3m/s时,风轮开头渐渐起动;风速连续上升,当v4m/s时,机组可自起动直到某一设定转速,此时发电机将按掌握程序被自动地联入电网。
一般总是小发电机先并网;当风速连续上升到7~8m/s,发电机将被切换到大发电机运行。
假如平均风速处于8~20m/s,则直接从大发电机并网。
发电机的并网过程,是通过三相主电路上的三组晶闸管完成的。
当发电机过渡到稳定的发电状态后,与晶闸管电路平行的旁路接触器合上,机组完成并网过程,进入稳定运行状态。
为了避开产生火花,旁路接触器的开与关,都是在晶闸管关断前进行的。
(一)大小发电机的软并网程序1)发电机转速已达到预置的切人点,该点的设定应低于发电机同步转速。
2)连接在发电机与电网之间的开关元件晶闸管被触发导通(这时旁路接触器处于断开状态),导通角随发电机转速与同步转速的接近而增大,随着导通角的增大,发电机转速的加速度减小。
3)当发电机达到同步转速时,晶闸管导通角完全打开,转速超过同步转速进入发电状态。
4)进入发电状态后,晶闸管导通角连续完全导通,但这时绝大部分的电流是通过旁路接触器输送给电网的,由于它比晶闸管电路的电阻小得多。
并网过程中,电流一般被限制在大发电机额定电流以下,如超出额定电流时间持续 3.0s,可以断定晶闸管故障,需要平安停机。
由于并网过程是在转速达到同步转速四周进行的,这时转差不大,冲击电流较小,主要是励磁涌流的存在,持续30~40ms。
因此无需依据电流反馈调整导通角。
晶闸管根据0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°、180°导通角依次变化,可保证起动电流在额定电流以下。
晶闸管导通角由0°大到180°完全导通,时间一般不超过6s,否则被认为故障。
晶闸管完全导通1s后,旁路接触器吸合,发出吸合命令1s内应收到旁路反馈信号,否则旁路投入失败,正常停机。
风电场电网接入技术及应用

风电场电网接入技术及应用风电是我国非常重要的可再生能源之一,其发电成本低、环保、可持续等特点使其大受欢迎。
与此同时,随着风电装机容量的不断增大,如何实现风电场与电网的高效接入成为一个亟待解决的问题。
本文将从风电场电网接入的基本原理、技术应用和问题阐述三个方面探讨风电场电网接入技术及其应用。
一. 风电场电网接入的基本原理风电场电网接入其实就是将风电场的电能与电网连接起来,使其能够向电网输送电能。
其基本原理是实现风电场产生的交流电通过特定的线路和连接设备与输电电网相接。
风力发电系统由风轮、发电机、变幻器、电容器等组成,通过输电线路与交流电网相连。
总体来看,风电场电网接入具有以下几个特点:1. 风电场的电力输出量受风速、风向等自然因素的影响,其电功率具有瞬时性、非周期性和随机性。
2. 输电线路所带负荷变化大,需要有较强的适应性。
3. 风电场电网接入需要满足输电安全、输电稳定、备用能力等的要求。
二. 风电场电网接入的技术应用目前,风电场电网接入已有多种技术应用。
1. 风力发电系统与电力网的电能变换技术:目前已经应用的技术手段有集中渐变变桨系统、局部渐变变桨系统、场级调速系统等。
这些技术能够有效地减少风力发电系统在电力生成过程中的能量损失,提高电能利用率,并且能够更好地应对风力突变所带来的诸多不利因素。
2. 视在功率控制系统:视在功率控制是目前风电场电网接入的另一个技术点。
它能够有效地实现风电场的电能输出与电力网管理机构的控制要求的对接,为电力系统的稳定运行保驾护航。
3. 风场对电网的影响研究:随着风电装机容量的不断增大,风电场日趋复杂化,对电力网的稳定性影响越来越大。
因此,风场对电网的影响研究也成为了一个热点和难点。
因此目前需要进行更多的研究和开发方案。
4. 网络化管理系统:网络化管理系统是风电场电网接入中的另一个重要技术手段。
它通过集中化管理、单元化控制,能够大幅度降低风电场管理难度,并且能够更好地实现电力运行监测、操作调度等工作。
风能发电工程施工中的并网接入与电力交流

风能发电工程施工中的并网接入与电力交流随着全球能源需求的增长以及环境问题的日益突出,可再生能源成为发展的重要方向之一。
风能作为一种清洁、可再生的能源形式,其在电力生成领域的应用得到了广泛关注。
风能发电工程的施工中,通过并网接入电力系统,实现风能电力的传输和利用,是实现风能发电商业化运营的重要步骤。
风能发电工程施工中的并网接入是指将风能发电场的电力输出与电力系统相连,使风能发电场产生的电能能够通过电力系统传送到用户。
在进行并网接入之前,需进行与电力系统的连接、电力交流等一系列工作,以确保风能发电的高效、稳定运行。
首先,进行风能发电场与电力系统的连接。
风能发电场通常由多个风力发电机组成,这些发电机需要与电力系统进行连接。
首先,需要选择适当的位置建立电力变电站,将风能发电场的电力输送至电力系统。
通过建设电力输电线路,实现电力系统与风能发电场的连接。
然后,进行电力交流的调整与控制。
在并网接入之前,需要确保风能发电场的电力输出能够与电力系统的需求相匹配。
为此,需要进行电力交流的调整与控制。
通过使用变压器、电力电容器、静止无功发生器等设备,调整电力系统的电压、频率等参数,以满足电力需求。
同时,还需要考虑电力系统的稳定性与安全性。
风能发电场的并网接入会对电力系统产生一定的影响,可能会导致电力系统的不稳定。
为了确保安全稳定的运行,需要进行电力系统的仿真与优化分析,预测并消除不稳定因素。
通过使用调度控制系统、安全保护装置等设备,监测并保护电力系统的运行。
此外,风能发电工程施工中的并网接入还需考虑电力市场的运营机制。
风能发电场并网接入后,其电力会按照市场需求进行交易。
为了确保风能发电的经济性与市场可行性,需要进行电力市场的分析与规划。
如何制定电力市场的价格、交易规则,以及如何管理电力市场的竞争与合作关系,都是值得重视的问题。
在风能发电工程施工中,正确实施并网接入与电力交流工作,对于风能发电场的可靠运行、高效利用至关重要。
海上风力发电机组的电网接入技术及智能化调度

海上风力发电机组的电网接入技术及智能化调度近年来,清洁能源的重要性已经被广泛认识和重视。
作为一种环保、可再生的能源形式,风力发电在世界各地得到了大力推广。
而海上风力发电机组作为风力发电的一个重要组成部分,其电网接入技术及智能化调度也显得尤为重要。
一、海上风力发电机组的电网接入技术海上风力发电机组的电网接入技术是指将海上风力发电机组所产生的电能与陆地电网相连接的技术。
其中最为关键的环节是海上风力发电机组与陆地电网之间的电力传输。
1. 直流输电技术直流输电技术是实现海上风力发电机组与陆地电网之间电力传输的一种方法。
该技术能够有效降低输电损耗,提高输电效率。
利用换流站将海上风力发电机组产生的交流电转换为直流电,再通过海底高压直流输电线路将电力传输到陆地,最后在陆地进行换流将电能转为交流电,接入至电网中。
2. 交流输电技术交流输电技术是另一种实现海上风力发电机组与陆地电网之间电力传输的方法。
该技术利用交流电在输电中的优势,采用海底电缆将电能传输到陆地,然后通过变电站将电能转换为适合接入电网的交流电。
无论是直流输电技术还是交流输电技术,都需要考虑海洋环境复杂、海洋天气恶劣等特点。
因此,在实际应用中,需要采用防腐蚀、抗震、耐环境等特殊材料和设计,以确保电力传输的可靠性和安全性。
二、海上风力发电机组的智能化调度智能化调度是指利用先进的信息技术和智能化管理系统,对海上风力发电机组的运行进行优化和调度,以提高风力发电的效益。
1. 数据监测与分析通过在海上风力发电机组中设备传感器,可以实时监测风速、气温、转速、温度等重要参数。
这些数据将通过网络传输至智能化管理系统,进行实时分析和统计。
通过对数据的分析,可以了解风力发电机组的运行状态和性能指标,及时发现问题,并采取相应的措施进行调整。
2. 预测与优化通过利用气象数据和历史运行数据,结合数据分析的结果,可以进行短期和长期的风力发电功率预测。
这样可以提前做好发电计划和调度安排,优化风力发电机组的运行调度,提高发电效率。
风力发电工程设计服务的电网接入与稳定性分析

风力发电工程设计服务的电网接入与稳定性分析随着全球对可再生能源的需求不断增加,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,得到了越来越多的关注与应用。
在风力发电工程设计中,电网接入与稳定性分析是一项关键任务。
本文将从电网接入、稳定性分析以及风力发电工程设计服务的角度,对该任务进行详细描述。
一、电网接入风力发电工程通常需要将发电机组所产生的电能输入到电力系统中,并与现有的电网系统无缝连接。
这就要求在设计阶段,进行电网接入的规划与设计,确保风力发电系统能够顺利地与电网互联。
首先,需要确定风力发电工程所处的电网类型。
电网可以分为独立型电网和并网型电网两种主要类型。
独立型电网一般用于偏远地区或岛屿上的发电系统,而并网型电网则用于连接到现有的电力系统中。
根据实际情况,确定电网类型将为接下来的电网接入提供重要的指导。
其次,进行电网接入点的评估和选择。
电网接入点是指将风力发电系统与电力系统相连接的位置。
在评估和选择接入点时,需要考虑电力系统的负荷需求、输电线路的容量以及就地条件等因素。
选择合适的接入点,能够最大限度地减少输电线路的损耗,并确保风力发电系统与电力系统的稳定运行。
最后,进行电网接入设备的选型与配置。
电网接入设备通常包括变压器、断路器、接触器等配套设备。
在选型和配置时,需要考虑到发电系统的容量、电网的电压等级以及对电网的影响等因素。
正确选择和配置电网接入设备,能够保证电能的传输效率,并确保电网的稳定性。
二、稳定性分析风力发电系统的稳定性是保证系统连续、高效运行的重要指标。
稳定性分析可以通过模拟风速的变化和电力系统的负荷变化,来评估系统在不同工况下的稳定性。
首先,进行风速的变化分析。
风速的变化是风力发电系统容量因子的主要影响因素之一。
通过分析历史的风速数据,可以了解风速的概率分布、周期性变化等特性。
基于这些数据,可以建立风力发电系统的风速模型,并对系统的稳定性进行评估。
其次,进行电力系统的负荷变化分析。
电力系统的负荷变化是电网稳定性的重要考虑因素。
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风力发电的并网接入及传输方式摘要:在环境保护之中,风力发电是其中节约资源最为有效地方式,虽然现今一直处在低谷的时期,但是未来的发展前景十分广阔,风力发电技术也在逐渐的趋于成熟,世界装机容量以及发电量也在逐渐的加大,日后在发电市场也逐渐的会占有更大的比例。
本文主要就是针对风力发电的并网接入及传输方式来进行分析。
关键词:风力发电;并网接入;传输方式1、我国风力发电及并网发展情况相关的数据充分的表明,2010年的中国风电累积装机容量达到了4182.7万KW,在超过了美国之后,已经跃居成为世界第一装机大国。
但与此同时,风电的发电量只有500亿千瓦的时候,依据要比美国低,并网容量也只有吊装容量的三成左右,要比国际水平低出很多,这在很大程度之上严重的影响到了效益水平与风电效率的提高。
中国的风电行业的风电行业的发展速度也是十分的迅猛,基本上是用到了5年的时间最终才实现了欧美发达国家将近30年的发展进程,在产业逐渐进步市场规模快速发展的同时,其面临的问题与挑战也逐渐的凸显出来。
首先是中国风电装备的质量水平,其中包括了发电能力以及设备完好率等等均有待提高,其次就是吊装容量和并网容量之间的差别,和国际先进水平相比之下,还存在着较大差别。
怎么从装机大国转变成为风电的利用大国,也就成为了我国目前面临的最大问题。
2、风电机组及其并网接入系统2.1、同步发电机在该结构之中,允许同步发电机以可变的速度运行,可以产生频率与可变电压的功率。
以此来作为在并网发电的系统之中广泛应用的同步发电机,在运行的时候,不仅仅可以输出有功功率,而且还可以提供无功功率,且频率也是十分的稳定。
对于由风力机驱动的同步发电机和电网并联运行的时候,就随机可以采用自动准同步并网以及自同步并网的方式。
因为风电的电压、频率的不稳定性,一般就会使得应用前者并网相对比较困难;然而对于后者来说,因为并网的装置比较简单,最为常见的结构就是通过AC—DC—AC的整流逆变方式与系统进行并网,其原理结构如图1所示。
图1同步发电机并网结构2.2、笼型异步发电机我们由发电机的特点可以知道,为了电网并联,就务必要在异步发电机与风力机之间加装增速齿轮箱,来充分的提高转子的转速。
我们由电机学可以知道,异步发电电机主要是靠滑差率来进行调整负荷,其输出的功率和转速基本上呈现出来线性的关系,所以根本就不需要同步设备,并网相对比较简单,维护也相对比较少。
通常采取的并网方式有晶闸管软并网、降压并网以及直接并网,图2为异步发电机的晶闸管并网的结构的原理图。
图2异步发电机的晶闸昔并网结构2.3、绕线式异步发电机绕线式异步发电机的转子上有三相绕组,就可以通过集电环和外部进行相互的连接,通过外接可以来进行变转子电阻,从而达到改变发电机的转差率。
和转子相连的方法有3种:转子电阻斩波控制、循环变换器以及转差功率恢复。
图3给出了转差功率恢复的常用结构:定子直接的和电网相互的进行连接,电力变换器与绕线转子相互连接。
其优点是功率调节相对比较简单。
图3双供异步发电机结构2.4、双馈异步发电机双馈异步发电机的转子通过变频器和电网进行相连,可以充分的实现功率的双向流动。
因为在风力机变速运行的时候,发电机也为变速运行,所以我们为了实现和电网的并联,将以自关断器件为功率开关变频器与由双馈异步电机的组成的系统采用的是脉宽调制技术(PWM)控制。
3、风力发电并网技术标准3.1、并网方式现如今,国内外的风力发电机大部分都是以风电场的形式大规模集中接入到电网之中。
由于考虑到不同的风力发电机组工作原理不同,所以其并网的方式也会有所不同。
国内的风电场常用的机型主要包括了直驱式交流永磁同步发电机、异步风力发电机、高压同步发电机以及双馈异步风力发电机等等。
同步风力发电机的主要并网方式是自同步与准同步并网;异步风力发电机组的并网方式则主要有准同期并网、直接并网、晶闸管软并网以及降压并网等等。
各种并网方式均有其自身的优缺点,依据实际做采用的风电机组的类型以及具体并网的要求来进行选择风电机组类型以及具体并网要求选择最为恰当的并网方式,可以在最大限度之上来减小风电机组并网时对电网的冲击,保障电网的安全稳定运行。
3.2、电能质量大部分的国家与地区的风力发电并网标准都相应得要求风电场正常运行的时候充分的满足本国家与地区的电能质量标准。
(1)电压偏差表1给出了国内标准(GB/Z19963—2005、国家电网公司《风电场接入电网技术规定》)与IEEE1001—1988对风电场正常运行电压范围和风电场并网点处电压偏差限值的规定。
表1对风电场运行电压范围的规定(2)电压波动和闪变因为风机的出力会受到风速随机性的影响,有可能在风力发电系统与电网接口处造成电压波动。
GB/Z19963—2005与国家电网公司《风电场接入电网技术规定》均规定,风电场所在的公共连接点的闪变干扰允许值和引起的电压变动和闪变应满足GB12326—2008的要求,其中风电场引起的长时间闪变值Plt按照风电场装机容量与公共连接点上的干扰源总容量之比进行分配。
(3)频率我国与欧洲国家电网额定频率为50Hz,美国与加拿大电网额定频率为60Hz,所以,各个国家对于本国电网的频率偏差限值与正常频率范围的规定有所不同。
表2给出了国内外标准对风电场正常连续运行的时候的频率范围。
表2对风电场正常连续运行频率的规定大部分的标准都明确的规定了在电网频率发生偏移正常运行范围的时候,在某些频率范围之内可以允许风机短时间运行。
(4)谐波G/Z19963与国家电网公司《风电场接入电网技术规定》之中都明确的指出,在风电场采用带电力电子变换器的风力发电机组或无功补偿设备的时候,就得需要对风电场注入系统的谐波电流做出限制。
风电场所在的公共连接点的谐波注入到电流应该要充分的满足GB/T14549—1993的各项要求,其中风电场向电网注入的谐波电流允许值,充分的按照风电场装机容量与公共连接点之上具有谐波源的发/供电设备总容量之比进行相应的分配。
3.3、低电压穿越低电压穿越LVRT(Low V oltage Ride Through)是在电网发生故障或者是扰动引起的风电场并网点电压跌落的时候,在一定电压跌落的范围之内,风电机组可以连续不间断的并网运行。
(1)基本要求各国对于LVRT的基本要求各不相同,但是可以用其中的几个关键点大概的描述风电场LVRT的各项要求:并网点电压跌落到某一个最低限值U1的时候,风电机组能维持并网运行一段时间t1,且假如并网点电压值在电压跌落之后的t2时间之内恢复到一定的电压水平U2,风电机组应该要时候总保持并网运行。
表3给出了各国标准中对风电场LVRT能力要求曲线中U1、t1、t2、U2等关键点的限值。
表3各标准中对风电场低电压穿越能力关键点的规定(2)有功恢复国网标准要求对故障期间没有切出电网的风电场,其有功功率在故障切除后应快速恢复,以至少每秒10%额定功率的变化率恢复至故障前的值。
新国标的制定中,LVRT是让相关利益方颇有微词的关键所在。
4、风电传输与轻型直流输电在现有应用于风电的传输方式中,大多是通过风电机组发出恒频的电能,直接就近接入交流电网中。
但由于风电本身具有的随机性和波动性,当风电装机容量达到一定程度并且就近无法连接交流电网时,远距离交流传输的应用就有一定的局限性。
由于考虑风机的噪声及对自然环境可能造成的影响,风电场的选择会远离用电负荷集中地,多在电网无法连接的地点或在海上建设,因此除了保证风电的电能质量外,其远距离的传输问题也变得越来越重要。
与交流输电相比,直流输电的线路造价和运行费用较低。
相关数据表明,在一定的功率范围内直流输电等价距离远大于交流输电,而且直流输电更易于实现地下或海底电缆输电。
传统意义上,直流输电需要整流和逆变装置,但由于风电机组为了顺利地与交流电网并网,多数情况下也需要整流逆变装置,所以应用直流输电一般不需要额外增加装置。
随着电力电子技术不断的发展,轻型直流输电(HVDCLight)技术为风电的远距离传输提供一种新的可能。
和传统的高压直流输电技术普遍采用晶闸管和移相换流不同,HVDCLight以电压型换流器(VSC)和绝缘栅极双极晶体管(IGBT)为基础,将高压直流输电技术应用于只有几兆瓦到几十兆瓦的功率相对小的直流输电系统。
HVDCLight的点对点控制和运行方式简单,输出电压波形好,功率因数高,在小功率传输方面具有很好的经济性。
HVDCLight除具有传统HVDC的优点外,还可用来连接远方小的发电厂,向小型孤立的远距离负荷供电,更为经济地向市中心送电,方便连接各种分散式电源,因此非常适合地处偏远地区和海上风电场的远距离输电。
HVDCLight技术一般包括换流站和一对电缆,换流站采用的是VSC。
功率器件采用的是IGBT,通过PWM控制能够自动调整电压、频率、有功和无功,其基本的原理如图4所示。
图4轻型直流输电示意图HVDCLight由于采用了全控功率器件,可在无源逆变方式下运行,不需要额外的换相电压。
同时因为采用的IGBT开关频率远高于系统频率,通过PWM 控制技术可以大大减小滤波器的体积。
正常运行时,VSC可同时且相互独立灵活地控制有功和无功功率。
总之,大部分的孤立负荷采用的是污染性大的柴油发电机供电,假如采用交流输电技术供电也有类似的问题。
因此,随着风电装机容量的不断扩大,研究其并网接入及传输运行方式十分必要。
参考文献[1]王继东,张小静,杜旭浩,李国栋.光伏发电与风力发电的并网技术标准[J].电力自动化设备,2011,11:1-7.[2]程玮.光伏和风力发电系统的动态建模[D].浙江大学,2012.[3]陈赟.风力发电和光伏发电并网问题研究[D].上海交通大学,2009.。