关于分布式风力发电技术与系统的

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风力发电机组的控制系统

风力发电机组的控制系统

04
风力发电机组控制系统 的优化与改进
控制策略优化
优化控制策略是提高风力发电机组 效率的关键。
控制策略的优化主要涉及对风电机组 的启动、运行和停机阶段的控制逻辑 进行改进,以更好地适应风速的变化 ,提高发电效率和稳定性。
传感器优化
优化传感器是提高风力发电机组控制精度的必要步骤。
通过改进传感器的设计、提高其精度和可靠性,可以更准确地检测风速、风向、 温度、压力等参数,为控制系统提供更准确的数据,从而提高发电效率。
能源设备进行互联互通,实现能源的优化利用和节能减排。
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偏航控制
01
偏航控制是风力发电机组控制系统中的另一项关键技术, 其目的是在风向变化时,自动调整机组的朝向,以保持最 佳的捕风角度。
02
偏航控制通过实时监测风向和发电机组的朝向,采用适当 的控制算法,自动调节机组的偏航机构,以实现最佳的捕 风效果。
03
常用的偏航控制算法包括:基于风向标的偏航控制、基于 扭矩传感器的偏航控制和基于GPS的偏航控制等。这些算 法能够根据风向的变化情况,自动调整机组的朝向,使其 始终保持在最佳的捕风角度。
是整个控制系统的核心,负责接收传 感器数据、执行控制算法并驱动执行 机构。
I/O模块
用于接收和发送信号,实现与传感器 和执行机构之间的通信。
人机界面
提供操作员与控制系统之间的交互界 面,显示机组状态和参数。
数据存储器
用于存储运行数据,便于故障分析和 优化运行。
控制算法
最大功率跟踪算法
载荷限制算法
根据风速传感器数据,自动调整发电机转 速和桨距角,使机组始终在最佳效率下运 行。
03
02
桨距调节机构
根据控制系统的指令,调整风轮桨 距角。

分布式能源解决方案

分布式能源解决方案

分布式能源解决方案1. 引言随着全球对清洁能源需求的增加和对传统能源的限制,分布式能源解决方案成为了解决能源危机的可行方案之一。

分布式能源解决方案通过将能源的生产和消费点分散在各个地理位置,实现能源的多样化和灵活性,为可持续发展提供了重要支持。

本文将介绍分布式能源解决方案的基本概念、技术原理以及应用案例,旨在帮助读者了解分布式能源解决方案的重要性和潜在优势。

2. 分布式能源解决方案的定义分布式能源解决方案是一种基于能源生产和消费的分散模式,通过利用可再生能源和高效能源技术,将能源的供应和使用点分布在多个地理位置,实现对能源的灵活、高效利用。

与传统集中式能源系统相比,分布式能源系统具有更大的可再生能源比例、更高的能源利用效率和更少的能源损失。

3. 分布式能源解决方案的技术原理3.1 可再生能源技术分布式能源解决方案的核心是利用可再生能源技术,如太阳能、风能和水能等。

这些技术能够将自然资源转化为可用的清洁能源,并将其分散地供应给用户。

太阳能光伏发电系统和风力发电系统是最常见的分布式能源系统,它们通过将能源的生产点分布在各个建筑、地区或农田,实现了能源的多样化和分散化。

3.2 高效能源利用技术为了更好地利用分布式能源,高效能源利用技术也是不可或缺的。

通过利用智能电网、智能计量和能源管理系统等技术手段,可以实现对能源的实时监控、管理和优化。

智能电网可以根据能源的供需情况进行灵活调整,将能源供应与用户需求相匹配。

智能计量可以实现对能源消费的准确记录和分析,为能源管理提供数据支持。

能源管理系统结合人工智能和大数据分析技术,可以实时监测和优化能源的生产和消费,提高能源利用效率。

4. 分布式能源解决方案的应用案例4.1 分布式发电系统案例分布式发电系统是分布式能源解决方案的典型应用之一。

例如,在德国的一个小村庄中,使用太阳能光伏发电系统和风力发电系统,为村民提供了可再生能源。

该系统采用智能电网进行能源的分配和调整,实现了对能源的高效利用,大大减少了对传统能源的依赖。

风力发电机的原理运作

风力发电机的原理运作

风力发电机的原理运作风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置。

它利用风的能量转动叶轮,通过传动装置将旋转的动能转化为电能。

下面我们详细介绍风力发电机的原理和运作过程。

一、风力发电机的原理1. 风的动能转换为叶轮的动能:当风经过叶轮时,叶轮所受到的风力会使其开始旋转。

这是因为风有一定的动能,当它与叶轮表面接触时,由于叶轮的形状和设计,风力会使叶轮开始转动。

2. 叶轮的转动驱动发电机:叶轮的转动会通过传动装置传递到发电机,从而驱动发电机产生电能。

传动装置通常由齿轮、轴等组成,可以将叶轮旋转的动能转换为发电机所需要的转动力。

3. 发电机的工作原理:发电机是将机械能转化为电能的关键部件。

它由转子、定子、磁场等构成。

当叶轮转动传递给发电机时,转子内的导线会受到磁场力的作用而产生电动势。

这个电动势经过适当的电路处理后,最终输出为可用的电能。

二、风力发电机的运作过程1. 风力发电机的启动:风力发电机需要一定的风速才能启动。

一般来说,需要的风速在3米/秒至5米/秒之间。

当风速达到或超过设定值时,发电机会自动启动。

2. 风力发电机的控制:发电机可以根据不同的风速自动调整叶轮的转速。

当风速过高时,会启动风速控制器,通过改变叶轮的角度来降低风力对叶轮的影响。

这种控制可以保证风力发电机在不同风速下都能正常工作,同时也可以保护发电机避免风力过大造成的损坏。

3. 风力发电机的发电:当风力发电机启动后,叶轮开始旋转,带动发电机转动。

发电机可以将机械能转化为电能,并通过输出端口输出。

这些电能可以进行储存或传输供给社会使用。

4. 风力发电机的维护和安全:风力发电机需要定期对设备进行维护和保养,以确保其正常工作。

同时,风力发电机也要注意安全问题,避免发电机受到恶劣天气或其他外部因素的影响。

三、风力发电机的优势和应用1. 可再生能源:风力发电是一种利用风能的可再生能源。

风是一种无尽的能源,而且对环境几乎没有污染。

2. 低碳环保:风力发电过程中不产生温室气体和空气污染物。

《风力发电介绍》课件

《风力发电介绍》课件

成功风力发电项目介绍
01
成功案例一
荷兰的“巨人风车”项目
02
成功案例二
丹麦的哥本哈根风电场
03
04
成功案例三
德国的勃兰登堡风电场
成功案例四
美国加利福尼亚州的“沙漠之 风”风电场
风力发电在偏远地区的实际应用
应用一
为偏远地区提供电力供应,解决能源问题
应用二
促进偏远地区的经济发展,创造就业机会
应用三
改善偏远地区的生态环境,减少对化石燃料 的依赖
风力发电的原理
风力发电的基本原理是利用风的动力 ,通过风力发电机组的风轮机叶片旋 转,从而驱动发电机转动,将机械能 转化为电能。
风轮机叶片受到风的作用产生旋转动 力,驱动发电机转动,进而产生电能 。发电机产生的电能通过变压器升压 后接入电网,供给用户使用。
风力发电的优势与局限性
优势
风能是一种可再生、无污染的能源,风力发电能够减少化石 燃料的消耗和二氧化碳等温室气体的排放,有助于环境保护 和气候变化应对。同时,风能分布广泛,尤其在资源丰富的 地区,风力发电具有很大的开发潜力。
《风力发电介绍》ppt课件
目 录
• 风力发电概述 • 风力发电技术 • 风力发电的应用 • 风力发电的未来展望 • 风力发电案例研究
01
风力发电概述
风力发电的定义
01
风力发电是指利用风能转化为电 能的发电方式,通过风力发电机 组将风能转化为机械能,再通过 发电机将机械能转化为电能。
02
风力发电是一种可再生能源,具 有清洁、环保、可持续等优点, 是全球范围内大力推广的能源利 用方式。
应用四
提高偏远地区的能源安全,保障能源供应的 稳定性
大型风电场的建设与管理

分布式能源

分布式能源

分布式能源一、引言分布式能源是指通过各种可再生能源技术(如太阳能、风能、水能等)将能源资源分散地分布在不同的地区或建筑物中,利用当地的能源资源满足能源需求。

与传统的集中式能源系统相比,分布式能源具有更强的灵活性和可持续性,可以降低对传输线路的依赖,同时减少能源损耗和环境污染。

二、分布式能源技术1. 太阳能太阳能是当前应用较为广泛的分布式能源技术之一。

利用光伏发电技术,太阳能光伏板将太阳辐射转化为电能,通过逆变器将直流电转化为交流电供电使用。

分布式太阳能系统可以安装在房屋屋顶、停车棚等地方,发电功率可以根据需求进行灵活配置。

2. 风能风能是另一种常见的分布式能源技术。

通过风力发电机将风能转化为电能,供应到当地的用电网上。

风能资源广泛分布于地球表面,尤其是在近海地区和高海拔地区,可以根据当地风速情况选址安装风力发电机组。

分布式风能系统的安装也可以考虑在建筑物的屋顶、高处山丘等地。

3. 生物质能生物质能是通过利用生物质燃料(如农作物秸秆、木材废料等)进行燃烧或发酵,产生热能或发电。

分布式生物质能系统可以将生物质燃料在当地进行生产和利用,减少对能源的长距离运输,降低运输损耗和环境影响。

4. 水能水能是一种常见的分布式能源技术,通过利用水流或水位差来驱动水轮机发电。

分布式水能系统可以建设在河流、湖泊等水源附近,利用自然水能资源进行发电。

此外,分布式水能系统还可以与其他能源技术结合,如与太阳能光伏板结合建设浮动式光伏发电系统。

三、分布式能源的优势1. 能源供给可靠性分布式能源系统将能源资源分散地分布在各个地区或建筑物中,减少了对传输线路和中心能源供应系统的依赖。

即使某个区域或建筑物的能源系统出现故障,其他区域的分布式能源系统仍然可以继续供应能源,提高了能源供给的可靠性。

2. 能源损耗减少传统的集中式能源系统需要将能源从发电厂输送到用户,这个过程中会有能源的损耗。

而分布式能源系统更接近用户,能够减少能源输送过程中的损耗,提高能源利用效率。

风力发电的挑战与机遇

风力发电的挑战与机遇

风力发电的挑战与机遇引言随着全球对可再生能源需求的增加,风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛关注。

然而,风力发电在发展过程中也面临着一系列挑战和机遇。

本文将探讨风力发电的主要挑战与机遇,以期为相关领域的研究和实践提供参考。

风力发电的挑战1. 技术挑战(1)风力发电设备的性能:风力发电机的性能直接影响到发电效率。

目前,风力发电机组的大型化、智能化和高效化是技术发展的主要方向,但同时也带来了更高的技术要求。

(2)海上风电的建设与维护:海上风电具有风资源丰富、不占用土地等优点,但其建设和维护成本较高,且面临恶劣海洋环境的挑战。

2. 经济挑战(1)投资成本高:风力发电项目的投资成本较高,尤其是在初期阶段,需要大量的资金投入。

(2)政策支持不足:虽然许多国家已经出台了鼓励可再生能源发展的政策,但在实际操作中,政策支持的力度和持续性仍有待加强。

3. 社会挑战(1)公众接受度:部分公众对风力发电的认知不足,可能对其产生误解或抵触情绪。

(2)环境影响:风力发电可能对当地生态环境产生一定影响,如对鸟类迁徙的影响等。

风力发电的机遇1. 技术创新(1)智能控制系统:通过引入先进的智能控制系统,可以提高风力发电机组的运行效率和稳定性。

(2)材料科学的进步:新型材料的应用有助于减轻风力发电机组的重量,提高其耐腐蚀性和耐久性。

2. 市场潜力(1)全球能源转型的需求:随着全球对减少温室气体排放的共识加深,风力发电作为清洁能源的重要组成部分,市场需求将持续增加。

(2)分布式能源的发展:分布式风力发电系统可以为偏远地区或小型社区提供稳定的电力供应,具有广阔的市场前景。

3. 政策支持(1)政府补贴与税收优惠:许多国家为鼓励可再生能源的发展,提供了一系列的政府补贴和税收优惠政策。

(2)国际合作与交流:国际间的合作与交流有助于推动风力发电技术的全球化发展,促进资源共享和技术转移。

结论风力发电作为一种重要的可再生能源形式,既面临技术、经济和社会等多方面的挑战,也拥有巨大的市场潜力和发展机遇。

风力发电控制技术

风力发电及其控制技术摘要: 风力发电是将风能转换成电能,风能推动叶轮旋转,叶轮带动转动轴和增速机,增速机带动发电机,发电机通过输电电缆将电能输送地面控制系统和负荷。

风力发电技术是一项多学科的,可持续发展的,绿色环保的综合技术。

风力发电系统中的控制技术和伺服传动技术是其中的关键技术,这是因为自然风速的大小和方向是随机变化的,风力发电机组的切入(电网)和切出(电网)、输入功率的限制、风轮的主动对风以及对运行过程中故障的检测和保护必须能够自动控制。

同时,风力资源丰富的地区通常都是海岛或边远地区甚至海上,分散布置的风力发电机组通常要求能够无人值班运行和远程监控,这就对风力发电机组的控制系统的可靠性提出了很高的要求一、风电控制系统简述风电控制系统包括现场风力发电机组控制单元、高速环型冗余光纤以太网、远程上位机操作员站等部分。

现场风力发电机组控制单元是每台风机控制的核心,实现机组的参数监视、自动发电控制和设备保护等功能;每台风力发电机组配有就地HMI人机接口以实现就地操作、调试和维护机组;高速环型冗余光纤以太网是系统的数据高速公路,将机组的实时数据送至上位机界面;上位机操作员站是风电厂的运行监视核心,并具备完善的机组状态监视、参数报警,实时/历史数据的记录显示等功能,操作员在控制室内实现对风场所有机组的运行监视及操作。

风力发电机组控制单元(WPCU)是每台风机的控制核心,分散布置在机组的塔筒和机舱内。

由于风电机组现场运行环境恶劣,对控制系统的可靠性要求非常高,而风电控制系统是专门针对大型风电场的运行需求而设计,应具有极高的环境适应性和抗电磁干扰等能力。

风电控制系统的现场控制站包括:塔座主控制器机柜、机舱控制站机柜、变桨距系统、变流器系统、现场触摸屏站、以太网交换机、现场总线通讯网络、UPS电源、紧急停机后备系统等。

风力发电的基本原理风能具有一定的动能,通过风轮机将风能转化为机械能,拖动发电机发电。

风力发电的原理是利用风带动风车叶片旋转,再通过增速器将旋转的速度提高来促使发电机发电的。

分布式发电及微电网技术

分布式发电与微电网技术
课程简介
主要内容
分布式发电与微电网简介 分布式电源--风力发电 分布式电源--太阳能光伏发电 分布式电源--燃气轮机发电 微电网的运行与控制 分布式发电对配电系统的影响
分布式发电与微电网简介
分布式发电的概念
分布式发电的概念 一般指发电容量较小(几十千瓦至一百兆瓦之间) 、 与配电网连接、分散在负载附近的发电形式。 在许多国家分布式发电一般不经规划或中央调度。 与远距离输电和大电网互联的电力系统相区别, 称之为分布式发电。


微电网的定义
美国 能源部给出的定义: 微电网由分布式电源和电力负荷构成,可以工作在并 网与独立两种模式下,具有高度的可靠性和稳定性。

电力可靠性技术解决方案协会给出的定义: 微电网是由负荷和微型电源共同组成的系统,它可同 时提供电能和热能;微电网内部的电源主要由电力电子器 件负责能量的转换,并提供必需的控制;微电网相对于外部 大电网表现为单一的受控单元,并同时满足用户对电能质 量供电安全等要求。

有助于防止大面积停电,增强电网抵御自然灾害的能力。
分布式电源的技术类型
分布式电源包括 小型燃汽轮机 微型燃汽轮机 燃料电池 太阳能光伏电池发电 地热发电等
分布式电源的技术类型
几种常见的分布式电源
分布式电源的技术类型
燃料电池(Fuel Cell)
分布式电源的技术类型
塔式太阳能热发电系统
分布式电源的技术类型
潮汐发电(Tidal Energy)力发电
分布式电源的技术类型
潮汐发电(Tidal Energy)力发电
分布式电源的技术类型
潮汐发电(Tidal Energy)力发电
分布式电源的技术类型

分布式发电与储能技术ppt课件

为整合分布式发电的优势,削弱分布式发电对电网 的冲击和负面影响,近年来提出了一种新的分布式 电源组织方式和结构——
微型电网(Micro-Grid,简称微网)
ppt课件
22
分布式发电与微型电网
电气技术前沿
2009年3月26日至27日,在国网电力科学研 究
院召开的“微网技术体系研究”第一次工作会 议将微网定义为:
-能源利用效率高 通过不同循环的有机整合,可以克服冷、热能无法远距离传 输的困难,实现电、冷、热三联产,达到能源的梯级利用。
ppt课件
11
分布式发电的优点
电气技术前沿
(2)投资风险:
可避免或推迟增加新的发电和输电线路,减少土地占用,降低 大型电站建设投资风险。
(3)安全及可靠性:
在电网崩溃或意外灾害(战争、台风、地震、恐怖活动等)的 情况下,维持重要用户的供电。 也可满足特殊场合的需求,如大型集会或庆典,安排处于热 备用状态的移动分散式发电车,能极大提高供电可靠性。
❖ 减少配电网投资,因为分布式发电装置直接装在用户侧, 可减少输配电设备的投资,还可减少输送电的损耗,降低 成本,对于用户来说,电价也会相对便宜。
❖ 新建集中式发电厂和远距离输电线的需求将减少或推迟。 新增负荷相当大的部分将由分布式发电来满足,集中电力 系统负荷减少。
❖ DG的削峰填谷、平衡负荷作用,使现有发电输电设备的备 用减少,利用率提高。
❖ 分布式发电(Distributed Generation 或 Dispersed Generation, 简称DG)或嵌入式发电(Embedded Generation)
❖ 其概念有多种说法:
√ 靠近用户侧,而非集中的发电厂,向用户提供电力的任何小 规模的发电技术,可与中、低压配电系统互联,也可不互联。

风力发电与电网的关系及互联技术挑战

风力发电与电网的关系及互联技术挑战随着全球对可再生能源的需求日益增长,风力发电作为一种清洁、零排放的能源形式受到了广泛关注。

风力发电通过捕捉自然风能并将其转化为电能,成为许多国家减少对传统化石燃料的依赖和减少二氧化碳排放的关键手段之一。

然而,风力发电系统与传统电网之间存在一些互连技术挑战,这不仅涉及电网的稳定性和可靠性,还涉及电力系统的安全、经济性和可持续性等方面。

首先,风力发电与电网的关系可以被视为一种相互依赖的关系。

风力发电系统作为分散式发电源,需要将产生的电能输送到电网中,以满足整个社会的用电需求。

同时,电网也需要能够承载和分配来自风力发电的电能。

因此,风力发电系统和电网之间需要建立稳定可靠的互连机制。

这一互连机制涉及到对风力发电技术的可控性和发电量的预测,并与电网的负荷需求进行实时匹配。

同时,电网还需要能够接纳风力发电系统的波动性和不确定性,以确保电力系统的稳定运行。

然而,风力发电与电网之间的互联技术挑战主要集中在以下几个方面:1. 电力系统的稳定性:由于风力发电受到天气条件的影响,其发电量会出现波动性和不确定性。

这会对电网的稳定性造成一定的挑战,特别是在大规模风力发电系统投入运营时。

为了确保电力系统的稳定运行,需要采用先进的发电量预测技术和灵活的调度控制策略,以便及时调整发电量和电网负荷之间的匹配关系。

2. 电力系统的安全性:风力发电系统需要与电网进行实时的通信和数据交换,以便进行发电量预测和实时控制。

这就需要构建安全可靠的通信网络,以防止外部攻击和数据篡改。

此外,风力发电系统本身也需要具备安全保护机制,以防止意外事故和设备故障导致的安全隐患。

3. 经济可行性和可持续性:风力发电系统的建设和运营成本相对较高,尤其是在部署大规模风力发电场时。

此外,由于国家支持政策的不同和环境条件的差异,风力发电的发展在不同地区面临着不同的经济挑战。

因此,需要制定经济有效的政策措施和技术研发计划,以提高风力发电的经济可行性和可持续性。

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87随着全球能源紧张进一步加剧,可再生能源越来越受到人们的广泛关注。

作为重要的可再生能源,风电资源近年来得到了进一步的开发利用。

风力发电技术发展到今天已经相对成熟,其应用前景在全球能源枯竭的背景下也越来越光明。

风电资源清洁无污染、安全可控,是一种优质的可再生新能源,分布式发电技术在我国已经得到广泛的应用,我国风力发电网已经与其他电网联合运行,给现代电力发电系统运行与控制带来巨大的变化。

因此,笔者对分布式风力发电技术的研究具有重要的理论意义和重大应用价值。

本文首先简要介绍了分布式发电对我国能源产业的发展和能源利用结构的意义,对风力发电的现状进行了简单分析,阐述了分布式风力发电系统和技术的关键性问题,最后对分布式风力发电的未来研究方向和需要进一步研究的问题做了展望。

1 发展分布式风力发电的意义我国是人口大国,也是能源消耗大国,近年来随着经济的发展对电能的需求愈加迫切,传统的火力发电已经很难满足社会的电能需求,而且日益突出的环境问题也不适合在大力发展以燃煤为主的火力发电。

放眼全球,能源紧张已经成为困扰世界各国的一大难题,能源安全成为新的国际问题。

在这种背景下,大力发展可再生能源成为解决这一难题的有效途径。

分布式风力发电技术投资小,见效快,无二次污染,系统运行安全可靠,是解决我国环境污染和保障我国电力安全的重要途径之一。

分布式风力发电除直接向终端电能用户提供电能外,还可以将分布式发电供能系统以微网的形式接入电网,与大电网并网运行,相互支撑,在电能利用结构上,有效调节用电峰谷,减轻用电高峰期电网负荷压力,促进电能资源的优化配置,是发挥分布式风力发电供能系统效能的最有效方式。

在众多的可再生能源中,风电资源是目前应用最为广泛、技术条件最完备、投资成本与产出比例最高的一种,随着分布式发电与供能技术的发展,风能与太阳能等可再生能源作为分布式电源并网发电是必然趋势。

我国风能资源分布广泛,很多地区都具备利用风能建设分布式风力发电厂的优良条件,当前应当大力发展可再生能源,加大对相关科学研究项目的投入力度,提高风力发电装备制造水平,对分布式发电系统与接入电网并网运行相关控制技术加快研究步伐,尽快优化电网运行结构,提高电力资源的利用率。

分布式发电接入电网并网运行会对传统电网的运行稳定性和整个电力系统的系关于分布式风力发电技术与系统的探讨王海军 王 磊(内蒙国电电力工程技术研究院,内蒙古 呼和浩特 010080)摘要:随着经济的发展和人民生活水平的提高,对电能的需求越来越大,传统的火力发电已经很难满足当代社会对电力能源的需求。

风力发电技术因为无污染、可无限循环使用,近几年取得了很大的进展,在很多地区得到了广泛的应用。

风力发电技术的应用前景和发展潜力非常可观,文章对分布式风力发电技术与功能系统进行了深刻的分析与探讨。

关键词:分布式;风力发电;供能系统;可再生能源;风点能源中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)31-0087-03 2012年第31/34期(总第238/241期)NO.31/34.2012(CumulativetyNO.238/241)统控制和继电保护带来一定的影响,所以相关的微网运行控制技术和关键的电子设备研发技术一定要研究成熟。

分布式风力发电机按照机组容量可以分为大型风力发电机组与中小型风力发电机组。

我国幅员辽阔,边远地区架设输送电网路十分艰难,采用分布式发电机组实行离网发电可以有效解决边远地区的用电难题。

2 风力发电现状及分析风能是一种优质的可再生能源,可以无限循环利用,利用风能发电不会产生任何污染,对环境没有任何破坏,所以说风电是一种十分清洁的能源。

在传统能源日益枯竭、环境问题愈演愈烈的今天,风电能源的开发利用拥有广阔的发展前景。

地球上的风无处不在,只要有太阳,地球上就会循环产生大气流动,从而产生风能。

所以说,风能几乎是取之不尽、用之不竭的一种能源。

尤其是一些交通运输不方便的偏远山区、海岛、草原等地方,传统的电网铺不过去,常规的煤油气等能源又运输不便,在这些地方建设分布式的风力发电机组具有天然的区位优势。

风力发电对我国偏远地区的人民群众生产生活的改善有着重要意义。

我国国土面积广阔,地理环境复杂多样,利用风能发电可就地取材,无需运输,具有很大的优越性。

风电强大的优越性和顽强的适应性在能源紧张的今天发展潜力巨大。

3 分布式风力发电研究3.1 分布式风力发电系统的特点分布式风力发电系统的最大特点就是环境适应性强,无论是高原、山地,还是海岛、边远地区,只要风能达到一定的条件,都可以正常运行,为用户终端供电。

一般来说风力发电和太阳能光伏发电是可以互相补充的,风力发电机组和太阳能光伏储电装置通过技术改造可以共同组合成一套联合供电系统,解决小范围的居民生活用电完全不成问题。

3.2 分布式风力发电技术发电原理风力发电从技术角度可以分为恒速恒频和变速恒频两种类型。

变速恒频技术因其利用风能充分、控制系统先进、灵活而成为风电技术的主流。

在实际利用中,分布式风力发电一般与其他发电形式相互组合,例如风力发电同太阳能发电相组合形成的“风光”发电系统;风力发电同柴油机组发电组合形成的“风油”发电系统;还有三者共同组合成的“风光油”发电系统。

不同地区根据各自不同的特点选择适合自身条件的组合形式,充分利用环境优势发展新型能源。

尤其值得关注的是“风光”组合发电系统,使用纯天然、无污染的风能和光能发电,代表着分布式发电技术的未来发展方向。

从严格意义上来说,风能也是来自于太阳能,是太阳对地球大气造成影响产生的气流,无论是在时间上还是在空间上,二者都有着很强的互补性,太阳能光伏发电技术和风力发电技术在环境适应性上不相上下,都适合建立分布式发电机组,二者组合拥有良好的匹配性,在未来很长一段时间里会成为引领可再生能源开发的趋势潮流。

从风能资源的地域分布上看,越是位置偏远、人烟稀少的地方风能资源就越丰富,而这些地方无论是交通成本还是常规电网供电成本都相当的高,由于人口稀少,用电负荷普遍不高,在这些地区周边发展风力发电,能够充分利用好丰富的风能资源,除供应周边居民用电外,还可以接入大电网支持周边城市的电网供应。

3.3 分布式风力发电应用前景我国的风能资源在地域分布上范围十分辽阔,四大高原地形、内蒙古大草原、覆盖大部分地区的山地、众多岛屿、平原丘陵等地区都有十分丰富的风能资源,分布式风力发电技术在我国有着广阔的应用前景和巨大的商业潜力。

目前我国对风力发电技术的应用主要在小型分布式风力发电机组上,如为高原地区的农牧民提供用电服务的小风电机组。

在提倡节能减排,发展低碳经济的今天,一些城市也在逐步探索开发利用新型能源,安全无污染、技术相对成熟、环境友好型的风力发电技术不断被应用在城市建设中。

随着传统常规能源价格进一步上涨,风电的成本优势会更加凸显;科技的进步和社会经济水平的进一步提高会使电力需求不断增加,未来分布式风力发电的应用会越来越多,小型风电业在不久的将来定会发生翻天覆地的变化,取得长足的进展。

884 分布式风力发电系统的分析4.1 分布式风力发电机研制方面考虑到分布式发电系统的安全性、可靠性、经济性与适用广泛性的要求,需要风力发电机有较宽的工作风速范围(3~25m/s),使用变速恒频技术可以使风力发电机在更宽的工作风速范围内保持正常运行,最大限度地开发风能资源,提高风电机组的发电效率、降低单位功率的风力发电成本。

在大型风力发电机组中,风力发电机的工作风速问题在一定程度上得到了解决,如图1所示,大型风力发电机在对风能的开发利用上,在运行中主要通过两个阶段来实现,当风况低于额定风速(14m/s)时,发电机组可以自动控制反力矩将机组的转速同风速相吻合;当风况高出额定风速时,发电机组通过自动改变桨距来调节发电机功率,使输出电压保持稳定。

除了大型风力发电机组,其他中小型机组往往采取固定桨距,改变输出功率的方式来适应风速变化,如图2所示,当地风速高于额定风速(中小型风力发电机额定风速为11m/s)时,发电机组的输出功率就会下降,对风能的开发利用就不够充分,风电效率进而降低。

图1 1MW变桨距变速风力机功率曲线由此可见,大型风力发电机组同中小型定桨距风力发电机二者无论是内部结构还是运行成本上都存在着诸多差异。

从对风能的利用上来看,中小型定桨距风力发电机不能够充分开发利用风能资源,这对于分布式风力发电技术的要求来说并不相符。

国外曾有技术人员尝试将大型风力发电机组的反力矩装置和相关技术应用到中小型风力发电机上来,虽然付出了大量的艰辛努力,做了无数次试验,最终还是失败了,事实证明,二者间变桨技术的简单移植没有可行性。

想要完全解决这一难题,中小型定桨距风力发电机能够符合分布式并网风力发电技术的具体要求,就要对中小型风电机进行专门的攻关设计。

为此,国内相关的科研机构在这一领域都进行了不懈的研究试验,并取得了一定的理论成果,掌握了风力发电技术试验的相关数据,在这一领域的研究填补了国内空白,在国际上也处于领先地位。

图2 5kW定桨距风力机功率曲线4.2 分布式发电理论与技术研究方面分布式风力发电技术从20世纪70年代以来经过国内外众多专家学者的努力研究,到今天已经相当成熟。

当前,在能源、环境等问题的巨大压力下,风力发电又一次焕发青春,再次受到各个国家和地区的高度重视。

随着科学技术的进步,风电行业科技应用水平不断提高,风电的单机容量和应用领域也不断扩大。

目前笔者所知的风力发电机的单机容量最高已经达到了2000kW,风电机组的风轮直径也变得越来越大,变速变桨技术在风力发电技术上应经得到普遍使用。

总之,分布式风力发电技术作为一种新型的可再生能源,以其自身的诸多优势正获得越来越多的青睐,传统能源的枯竭和环境问题的日益恶化使未来的能源开发领域逐渐转向可持续发展的可再生能源,分布式风力发电技术正面临着巨大的发展机遇。

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