风力发电系统及稳定性
风力发电场电网稳定性分析与控制方法研究
风力发电场电网稳定性分析与控制方法研究随着可再生能源的迅速发展,风力发电作为其中最具潜力的形式之一,受到了广泛关注。
然而,由于风力发电的不可控性和间断性,对电网的稳定性提出了一定的挑战。
因此,研究风力发电场电网的稳定性分析与控制方法,对于实现可持续发展和提高电网的可靠性具有重要意义。
电网稳定性是指电网在面对各种外部和内部扰动时,能够保持稳定的运行状态。
对于风力发电场来说,在电网中高比例的风力发电装置投入运行后,电网的稳定性问题日益凸显。
有两个主要的方面需要考虑:频率稳定性和电压稳定性。
首先,频率稳定性是指电网中的频率保持在合理范围内,并且对外部扰动有较好的适应能力。
风力发电场电网的频率稳定性问题主要是由于风速的变化引起的,风速的改变会直接影响发电机的转速,从而引起频率的波动。
因此,如何有效地控制风力发电机的转速,使得电网的频率保持稳定,成为了一个亟待解决的问题。
其次,电压稳定性是指电网中的电压保持在合理范围内,并且对外部扰动有较好的适应能力。
风力发电场电网的电压稳定性问题主要是由于风电汇流器的接入,导致电网的电压出现波动。
风力发电机的转子速度会发生变化,从而引起风电汇流器的直流侧电压的波动,进而影响电网的电压稳定性。
因此,如何通过控制风电汇流器的直流电压,以及在出现电网电压波动时的快速响应能力,成为了电压稳定性问题的关键所在。
针对以上的问题,科研人员提出了一系列的解决方案和控制方法。
首先,对于频率稳定性问题,使用风速预测算法可以有效地预测风速的变化,从而提前调整风力发电机的转速,使得电网的频率保持稳定。
其次,采用智能控制算法,如最优功率控制算法和模糊控制算法,对风力发电机的控制进行优化,从而实现对电网频率的稳定控制。
此外,增加电网的储能系统也是一个有效的方法,在风速变化大的情况下,可以通过储能系统来平衡电网的频率。
对于电压稳定性问题,一种常见的控制方法是采用电压调节器来控制风电汇流器的直流电压。
风力发电机组的结构强度与稳定性研究
风力发电机组的结构强度与稳定性研究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能源的代表,得到了广泛的应用和研究。
而风力发电机组作为风能转化设备的核心组成部分,其结构强度与稳定性研究对于提高发电效率和延长设备寿命具有重要意义。
本文将对风力发电机组的结构强度与稳定性进行研究,并提出相应的分析和解决方法。
一、风力发电机组的结构强度研究1. 零部件强度分析风力发电机组的结构由许多零部件组成,包括机舱、叶片、轴承等。
针对每个零部件,需要进行强度分析,确定其承受风力荷载的能力。
可以采用有限元分析方法,通过建立数值模型来模拟不同工况下的力学响应,并结合实验数据对模型进行验证,最终确定各个零部件的强度参数。
2. 整体结构的强度优化设计在零部件强度确定的基础上,还需要对整体结构进行强度优化设计。
通过合理的结构布局和材料选择,提高风力发电机组的整体强度。
可以采用拓扑优化、参数优化等方法,通过计算机辅助设计软件对整体结构进行优化,进而提高发电机组的结构强度。
二、风力发电机组的稳定性研究1. 风力荷载对机组稳定性的影响风力是影响风力发电机组稳定性的主要因素,对机组的运行和性能有着重要影响。
风力荷载会给机组带来扭矩、振动等力学和动力学效应,因此需要研究风力荷载对机组稳定性的影响规律。
可以通过数值模拟和实验测试等方法,获取风力荷载下机组的响应情况,进而评估机组的稳定性。
2. 振动与抗振性能研究机组的振动问题是影响其稳定性的重要因素之一。
通过对机组振动的研究,可以了解机组在运行中存在的振动特性,并进一步研究振动对机组结构的损伤程度。
此外,还需要进行抗振性能的研究,通过结构优化或振动控制技术,提高机组的抗振能力,确保其在长期运行中的稳定性。
三、风力发电机组的结构强度与稳定性综合分析在研究了风力发电机组的结构强度和稳定性后,需要进行综合分析,找出两者之间的关联和相互影响。
通过综合分析,可以判断机组的设计是否满足结构强度和稳定性的要求,进而提出改进措施。
风力发电系统并网稳定性分析与控制
风力发电系统并网稳定性分析与控制近年来,随着能源危机的加剧和环境保护意识的增强,可再生能源逐渐成为人们关注的焦点。
其中,风能作为一种绿色、清洁的能源源泉,被广泛应用于发电领域。
然而,风力发电系统的并网稳定性一直是制约其发展的重要问题之一。
本文将围绕风力发电系统的并网稳定性展开论述,并探讨其控制方法。
一、风力发电系统的并网稳定性分析1. 风能资源的不稳定性与风力发电系统的并网问题风能作为一种自然资源,具有不稳定性的特点。
风力发电系统的并网稳定性不仅受到外部环境因素(如风速、气象条件等)的影响,还与内部组件(如风机、发电机、变流器等)的性能和控制策略密切相关。
因此,要保证风力发电系统的并网稳定性,需要对其系统结构和工作原理进行深入的分析。
2. 风力发电系统的结构与工作原理风力发电系统主要由风机、发电机、变流器、控制器、电力网等组成。
风机通过转动叶片将风能转化为机械能,经由发电机转化为电能,再通过变流器将直流电转化为交流电,并与电力网进行连接。
这样的系统结构使得风力发电系统具备了一定的灵活性和可调度性,但也给其并网稳定性带来了挑战。
3. 并网稳定性分析的指标与方法并网稳定性指的是风力发电系统在与电力网连接过程中,能够保持电力输出的稳定性和可靠性。
常用的并网稳定性指标包括电压稳定性、频率稳定性和功率稳定性等。
而并网稳定性分析的方法主要包括仿真模拟、实验研究和现场监测等。
通过对这些指标和方法的综合应用,可以有效地评估和提升风力发电系统的并网稳定性。
二、风力发电系统并网稳定性的控制策略1. 运行模式选择与控制策略设计在风力发电系统并网过程中,运行模式的选择对并网稳定性具有重要影响。
常见的运行模式包括直接并网模式、并网型储能模式和独立运行模式等。
针对不同的运行模式,需要设计相应的控制策略,以保证系统的稳定运行。
2. 风机与发电机的控制策略风机和发电机是风力发电系统的核心组件,其控制策略对系统的并网稳定性具有重要影响。
风力发电机组稳定性分析与优化研究
风力发电机组稳定性分析与优化研究第一章引言随着能源需求的增加和环保意识的提高,可再生能源的发展趋势愈加显著。
风能是一种广泛使用的可再生能源,由于其环保、可再生、稳定等特点,逐渐成为能源行业的重要组成部分。
风力发电机作为风力发电的核心设备,其稳定性对发电系统的运行和发电效率起着重要作用。
因此,对风力发电机组的稳定性进行深入研究,具有重要的现实意义和发展前景。
第二章风力发电机工作原理风力发电机是通过将风能转化为机械能输出,再通过传动装置将机械能转化为电能输出。
风力发电机主要由叶轮、主轴、传动器、功率转换器和控制器等组成。
当风通过叶片时,叶片会受到风压力的作用,因而发生转动,通过传动器将机械能传递给发电机组,发电机组将机械能转化为电能输出,电能可以被直接使用或者储存。
第三章风力发电机组稳定性问题风力发电机的稳定性主要包括机械振动稳定性和电力系统稳定性两个方面。
机械振动稳定性是指风力机在风场中的叶轮振动、机架振动、塔筒振动、传动装置振动和发电机装置振动等,如产生共振等不稳定现象,会影响风力机的正常运行和使用寿命。
电力系统稳定性是指发电系统的电压和频率等电学参数的稳定性,如在风场中发生电力系统故障,会影响电力输出,对电网系统也会造成影响。
第四章风力发电机组稳定性分析风力发电机组稳定性分析主要包括静态分析和动态分析两个方面。
静态分析是指对风力发电机组的结构稳定性以及机械性能进行分析和评估,主要涉及到叶片结构、机架结构、传动装置以及发电机组等的设计。
动态分析是指对风力发电机组的动力学特性以及电力系统特性进行分析和评估,主要涉及到风场特性、机械振动特性以及电力输出特性等。
第五章风力发电机组稳定性优化研究风力发电机组稳定性优化研究主要包括结构优化、控制优化以及电力系统优化三个方面。
结构优化是指通过优化叶片结构、机架结构、传动装置以及发电机组等的设计,提高风力发电机组的稳定性和使用寿命。
控制优化是指通过改变风电场下的电机控制方式,使风力发电机组的转速和功率输出更加平稳和稳定。
风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响及控制策略
风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响及控制策略风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,得到了越来越广泛的应用和发展。
然而,由于风力发电的不确定性和波动性,它对电力系统的频率稳定性产生了一定的影响。
本文将重点讨论风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响,并提出相应的控制策略。
首先,我们需要了解电力系统的频率稳定性是指系统在外部干扰下,能够保持合适的频率范围内运行,不发生频率失控或频率振荡的能力。
风力发电技术的引入增加了电力系统的不确定性,对电力系统频率稳定性带来了一定的挑战。
风力发电的不稳定性主要表现在两个方面:首先,风力发电的产生与风速息息相关,而风速是一个非常不稳定的因素,容易导致风力发电的输出功率波动较大。
其次,风力发电机组的快速响应能力有限,无法像传统的发电机组那样快速调节输出功率,造成了系统频率的波动。
造成频率稳定性问题的一个重要因素是风力发电机组的不确定性。
因为风速的变化会直接影响风力发电机组的输出功率,而电力系统中的其他发电机组需要根据整个系统的负荷需求来调节发电功率和频率。
当风速突然改变时,风力发电机组的输出功率会突然增加或减少,而电力系统中的其他发电机组则需要迅速调整以平衡负荷需求,这就带来了频率的波动。
针对风力发电技术对电力系统频率稳定性的影响,我们可以采取一些控制策略来解决这个问题。
首先,我们可以通过增加风力发电机组的容量来减小风速变化对系统频率的影响。
较大的风力发电机组容量意味着更大的惯性,它们能够更好地抵抗外界风速变化带来的冲击,从而减小了对系统频率的影响。
其次,我们可以采用功率控制策略来调整风力发电机组的输出功率,以缓解频率波动。
现代风力发电技术通常配备了先进的功率控制系统,可以通过改变桨叶的角度或调节发电机的励磁电流来实现输出功率的调整。
通过及时响应系统频率的变化,风力发电机组可以根据需要增加或减少输出功率,保持系统频率的稳定。
此外,增加风力发电机组与其他发电机组之间的协调和通信也是解决频率稳定性问题的有效方法。
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。
风电机组运行稳定性分析
风电机组运行稳定性分析摘要:风电场风电机组的运行稳定受多重因素影响,回路保护是否有效、维修调试是否专业、风电机组安全等级是否合规等,都会影响其运行稳定性。
风电机组安全性是影响其稳定性的最核心指标,本文对风电机组安全运行稳定性提升的策略,进行了分析。
关键词:风电机组;运行稳定性;影响因素;0引言稳定性是确保系统安全的关键,风电机组的稳定运行需要满足动态特性要求,且拥有一定的抗干扰能力。
稳定性提升,能确保风电机组运行过程中动态效应效率提高,减少由此引发的设备故障,例如参数设置科学与否、荷载水平合规与否,都会对机组构件疲劳度产生影响,并影响系统稳定性。
1风电机组的概念根据组网类型差异,可将风电机组分为变速恒频风力发电机组和恒速恒频风力发电机组两种。
恒速恒频风力发电机组起步早且技术成熟,风电技术发展初期该系统被大量投产使用,其对风力要求较高,需保持转速与风速水平相协调,该系统风能利用效率相对不足。
随着现代技术的发展,大容量电子电路技术不断革新,变速恒频风电机组的出现使风能使用效率显著提升,并逐步取代了恒速恒频风电机组成为风电系统的核心。
变速恒频发电机组的核心在于变频装置,通过对风速水平的识别进行转速调整,从而增加了对风能的利用率。
现阶段,大型风电场应用的变速恒频机组包括多极永磁直驱式风力发电机组和多级齿轮箱双馈感应风力发电机组,前者未配备齿轮箱减少了二次传导导致的设备故障,使传动效率显著提升,但对变频器的质量要求较高。
整体而言,相比于恒速恒频机组,变速恒频机组的灵活性更高,风能利用率更好,系统稳定性更佳且操作更便捷。
2影响风电机组运行稳定性的因素2.1绝缘性能风电设备绝缘性会影响风电机组运行稳定性,系统线路间绝缘性能差,风电机组长期运行的过程中线路易被击穿,热击穿、化学击穿作用对设备安全产生损害,同时威胁风电机组的正常运行。
绝缘性能不佳,绝缘性能不好,电压比超过临界值,发电机组会直接损坏,增加经济负担,影响系统运行,并增加火灾风险。
风力发电并网系统的电网稳定性分析
风力发电并网系统的电网稳定性分析风力发电作为一种清洁、可再生能源,正逐渐成为世界各国重要的电力资源之一。
然而,由于风能的不稳定性和随机性,风力发电并网系统的电网稳定性一直是该领域的研究重点。
本文将对风力发电并网系统的电网稳定性进行分析。
一、风力发电系统的基本原理风力发电系统由风机、变频器和并网控制器等组成。
风机将风能转化为机械能,通过传动装置驱动发电机旋转产生电能。
电能经过变频器进行变频调速,然后经由并网控制器接入电网。
二、风力发电系统的电网稳定性问题2.1 风能的不稳定性:风速的变化会导致风力发电系统的电力输出产生波动,使得电力供需失衡,影响电网的稳定运行。
2.2 风力发电系统的功率控制问题:由于风力发电系统的输出功率受风速、转子转速和桨距等因素的影响,如何控制风机的输出功率对于电网稳定性至关重要。
2.3 风力发电系统与传统发电系统的整合问题:将风力发电系统与传统发电系统整合在一起时,需要考虑两者之间的协调与平衡,以保证电网的稳定供电。
三、风力发电并网系统的电网稳定性分析方法3.1 功率频率响应分析:通过对风力发电系统的电网频率响应进行分析,可以评估系统对电网频率变化的响应速度和稳定性。
3.2 功率振荡模态分析:通过对风力发电系统的功率振荡行为进行模态分析,可以判断其在电力故障等异常情况下的稳定性和可靠性。
3.3 功率电压响应分析:通过对风力发电系统的电网电压响应进行分析,可以评估系统对电网电压变化的响应速度和稳定性。
四、电网稳定性提升措施4.1 预测控制策略:通过对风速的预测和风机输出功率的控制,可以提前调整风力发电系统的输出,以实现电网稳定供电。
4.2 多能源协调控制策略:将风力发电与其他可再生能源相结合,通过多能源之间的协调与平衡,提高电网的稳定性。
4.3 储能技术的应用:利用储能设备对风力发电系统的电能进行储存,可以在需要时释放储能,平衡电网负荷,提供稳定的电力供应。
五、结论风力发电并网系统的电网稳定性是实现可持续能源发展的关键问题。
风力发电系统并网与稳定性分析
风力发电系统并网与稳定性分析引言随着对可再生能源的需求越来越大,风力发电逐渐成为一种广泛应用的清洁能源技术。
风力发电系统的并网与稳定性是保障其可靠运行的重要因素。
本文将对风力发电系统的并网过程以及稳定性分析进行探讨。
一、风力发电系统的并网过程1. 风力发电系统的组成风力发电系统主要由风力机、变台、变流器、电网等组成。
其中风力机负责将风能转换为机械能,并通过变台将机械能转换为电能,再通过变流器将电能转化为适应电网要求的交流电。
2. 并网条件与要求风力发电系统的并网需要满足一定的条件与要求。
首先,电网的频率、电压和相位应与风力发电系统相匹配,以确保电能能够顺利输送。
此外,与电网的连接点需要符合一定的容量和技术要求,以确保正常运行。
3. 并网过程风力发电系统并网的过程大致分为三个阶段:准备阶段、同步阶段和投入运行阶段。
在准备阶段,风力发电系统与电网进行初步连接,并进行必要的测试和校验。
在同步阶段,风力发电系统需要与电网进行频率、电压和相位的同步。
最后,在投入运行阶段,风力发电系统与电网正式实现互联互通。
二、风力发电系统稳定性分析1. 稳定性定义与指标风力发电系统的稳定性是指系统在面对外部扰动时维持某种稳定的状态的能力。
常见的稳定性指标包括频率稳定性、电压稳定性和功率稳定性。
2. 风力发电系统的稳定性问题风力发电系统的稳定性问题主要包括频率波动、电压波动和功率波动。
由于风力发电的不稳定性,电网会受到风速的影响而频繁波动,给电网的稳定性带来一定的挑战。
3. 稳定性分析方法稳定性分析是评估风力发电系统是否满足电网的要求的重要手段。
常见的稳定性分析方法包括灵敏度分析、模态分析和动态过程仿真等。
通过这些方法,可以对风力发电系统的稳定性进行量化评估,并找出其不稳定的原因和解决途径。
4. 提升风力发电系统稳定性的措施为了提升风力发电系统的稳定性,可以采取一系列措施。
首先,提升风力发电机组的控制策略,使其更好地适应电网需求,降低频率和电压波动。
风力发电机组的电力系统连续稳定性研究
风力发电机组的电力系统连续稳定性研究风力发电已成为可再生能源中最为重要的一种形式,对于实现能源转型和减少碳排放具有重要意义。
然而,由于风能的不稳定性,风力发电机组的电力系统连续稳定性成为研究的焦点。
如何在风力波动的情况下保持电力系统的稳定运行,具有重要的理论和实践意义。
1. 引言风力发电机组作为一种清洁、可再生的能源,具有显著的优点。
然而,由于风速随时间和地点的变化,风力发电机组的电力输出波动性很大,给电力系统的连续稳定运行带来了挑战。
因此,研究风力发电机组的电力系统连续稳定性具有重要的现实意义。
2. 风力发电机组的电力输出特性风力发电机组的电力输出主要受风速的影响,风速波动引起的电力输出波动性成为限制其连续稳定性的关键因素。
在风速较高时,风力发电机组的输出与风速呈线性关系;在风速较低时,输出功率非常低。
因此,为了保持风力发电机组的连续稳定性,需要对风速的变化进行精确的监测和预测。
3. 风力发电机组电力系统的连续稳定性评估为了评估风力发电机组的电力系统连续稳定性,需要考虑以下几个关键因素:3.1 风速的变化对风速变化进行准确的预测是保证风力发电机组电力系统连续稳定性的基础。
通过建立风速预测模型,结合气象数据和实时监测数据,可以对风速进行准确的预测,并根据预测结果进行相应的调控措施,以保持风力发电机组的连续稳定性。
3.2 电力系统的调度与控制风力发电机组的电力系统需要进行合理的调度和控制,以应对风速的波动。
利用高效的电力系统调度和控制算法,可以根据风速变化实时调整风力发电机组的电力输出,确保电力系统的连续稳定性。
此外,还可以采用储能技术,在风速较高时将多余的电力储存起来,在风速较低时释放,以平衡电力系统的供需关系。
3.3 电力系统的保护措施为了保护风力发电机组的电力系统免受故障和异常事件的影响,需要采取相应的保护措施。
例如,应建立有效的过电压保护控制系统,防止电力系统在风速突然增加时受到过电压的冲击;同时,也需要建立过电流保护系统,确保风力发电机组在突发故障情况下能够及时切除电力输出。
风力发电机组的稳定性控制与抑制振荡技术
风力发电机组的稳定性控制与抑制振荡技术随着可再生能源的快速发展,风力发电成为了其中一种重要的清洁能源来源。
作为风力发电的核心设备,风力发电机组的稳定性控制与抑制振荡技术成为了提升发电效率和稳定性的重要课题。
风力发电机组的稳定性控制是指在不同的风速条件下,使风力发电机组能够保持平稳运行,并通过合理的控制手段实现最大发电功率的提取。
同时,风力发电机组还需要抵御外部环境因素和内部噪声的干扰,确保整个系统的可靠性和安全性。
为了提高风力发电机组的稳定性,研究人员们发展了许多控制策略和技术。
其中独立控制策略是最常见的一种方法,它利用传感器收集到的风速和风向信号,通过控制算法实现对转速和功率的调整。
此外,还有集中控制策略,通过对整个风电场内的多台风力发电机组进行集中控制和协调,提高整个系统的运行效率和稳定性。
除了控制策略,抑制振荡技术也是提高风力发电机组稳定性的重要手段之一。
振荡是风力发电机组中常见的运行问题,它会导致机组的运行不稳定,甚至造成严重的机械损坏。
为了有效抑制振荡,研究人员们提出了多种技术方案,如主动振动控制、被动振动控制和半主动振动控制等。
主动振动控制是指通过主动控制系统主动地施加力或扭矩,以抑制机械振动。
这种技术需要具备高精度的传感器和先进的控制算法,能够快速响应并有效地抑制振荡。
被动振动控制则是利用机械、电磁、液压等被动元件来减小振荡的幅度和频率。
半主动振动控制则是介于主动振动控制和被动振动控制之间的一种方法,通过结合主动和被动控制的优点来提高振动控制的效果。
除了上述控制策略和技术,风力发电机组的稳定性还涉及到控制系统的参数调整和优化。
传统的PID控制器已经被广泛应用于控制风力发电机组的稳定性,但由于其参数调整的困难和适应性的不足,研究人员们开始开发更加先进的控制器。
基于模型的预测控制、自适应控制、模糊控制和神经网络控制等新兴控制方法也被用于提高风力发电机组的稳定性。
综上所述,风力发电机组的稳定性控制与抑制振荡技术是提升风力发电系统效率和可靠性的重要环节。
风力发电机组稳定性分析与优化
风力发电机组稳定性分析与优化随着对可再生能源的需求不断增加,风力发电成为了一个重要的发电手段。
风力发电机组的稳定性对于发电效率和设备寿命具有重要的影响。
因此,对风力发电机组的稳定性进行分析和优化显得尤为关键。
风力发电机组的稳定性分析需要从多个方面进行考虑,包括机组设计、风况影响、动态特性等。
首先,对于风力发电机组的稳定性分析,机组设计是一个关键因素。
机组的设计应考虑到风力发电机组在不同风况下的运行情况。
设计中应考虑到机组的重心位置,以及机组叶片、塔架等结构的坚固程度,确保机组在高风速和恶劣的环境条件下仍然能够保持稳定运行。
其次,风况影响对于风力发电机组的稳定性也具有重要影响。
风速和风向的变化会对机组的稳定性产生影响。
在风力发电场的选择和布局中,应考虑到地理位置的风况特点,选择适合机组运行的区域,并采取适当的措施来减小风况对机组的影响。
比如,在多风转向地区,可以设置停机风速较低的控制策略,以减小机组受到的风况波动影响。
最后,动态特性分析也是风力发电机组稳定性分析的重要内容。
机组在运行过程中,会受到风速、机组自身振动以及电网波动等因素的影响,从而产生一定的动态特性。
通过对机组的动态特性进行分析,可以了解机组的运行状态,判断是否存在不稳定因素,并采取相应的措施进行优化。
例如,可以通过改善机组的控制策略、增加机组的切入切出速度等方式来提高机组的稳定性。
在优化风力发电机组的稳定性方面,可以考虑以下几个方面:首先,通过改善机组的结构设计来提高稳定性。
可以采取加强叶片、塔架等结构的材料和连接方式,以提高机组的抗风能力。
此外,还可以通过改变机组的重心位置,使机组在不同风况下更稳定。
其次,优化机组的控制策略。
通过改进机组的控制系统,可以在大风和恶劣的环境条件下保持机组的稳定运行。
例如,可以增加风速传感器的数量和精度,以更准确地感知风况,并根据风况的变化调整机组的转速和叶片角度。
另外,还可以优化机组的切入切出速度,使机组在风速较低或过高时能够更快地停机或启动。
风力发电对电力供应可靠性与稳定性的影响
风力发电对电力供应可靠性与稳定性的影响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能源形式受到了广泛关注。
然而,风力发电的不稳定性以及对电力供应可靠性的影响成为了人们关注的焦点。
本文将探讨风力发电对电力供应可靠性与稳定性的影响,并分析目前的解决方案。
首先,风力发电的不稳定性在一定程度上影响了电力供应的可靠性。
由于风速的时空变化,风力发电厂的发电量会有较大波动,这将导致电网的负荷平衡问题。
在风速较低或风速突然增加时,风力发电厂的发电量可能无法满足电网的需求,从而造成电力供应的不稳定情况。
这种不稳定性可能导致电网频率波动,进而影响用户的正常用电。
其次,风力发电的波动性还会对电力供应的稳定性产生影响。
在大面积利用风力发电的地区,当风速突然减弱或停止时,电网可能会面临短时断电的风险。
这种情况下,需要依靠其他电力发电装置来补充能源缺口,以维持电力供应的稳定性。
然而,由于实时调整电力供应的成本较高,并且可能不及时,这可能导致供电不足或供电中断的问题。
为了解决风力发电对电力供应可靠性与稳定性的影响,目前已经采取了一系列的解决方案。
首先,通过改进风力发电技术来提高风力发电的稳定性。
例如,采取提高风力发电机组的控制系统,以使其能够更好地应对风速的变化,并保持稳定的发电量。
此外,还可以通过提高风力发电机组的尺寸和数量来增加整体的发电能力,以减少风力波动对电力供应的冲击。
其次,可以通过建设更多的储能装置来提高电力供应的可靠性。
储能装置可以将风力发电产生的多余电力储存起来,以应对风速突变或停止的情况。
当需要时,储能装置可以释放储存的电能,以维持电网的稳定供电。
这种方式能够在短时间内调整供电能力,从而有效应对风力发电的波动性。
此外,还可以通过改进电网的管理和运营来提高电力供应的可靠性。
例如,采用智能电网技术,使电网能够实时监测和调整电力供应,以使其与风力发电的波动性保持平衡。
此外,增加电力系统的灵活性,允许在需要时切换到备用电源等也是一种有效的解决方案。
风力发电机组的系统稳定性分析与优化
风力发电机组的系统稳定性分析与优化随着清洁能源的需求不断增长,风力发电作为一种可再生能源方兴未艾。
风力发电机组是风力发电系统的核心部件,其系统稳定性对于发电能力和可靠性至关重要。
本文将对风力发电机组的系统稳定性进行分析,并提出优化策略,以提高其性能和效率。
一、系统稳定性分析1. 基本原理风力发电机组的系统稳定性主要涉及到风能捕捉、转换和传输过程。
风能捕捉取决于风轮叶片的设计和布置,转换过程包括风轮传动系统和发电机的工作,传输过程则是通过电缆将电能输送至电网。
2. 动力学模型为了分析风力发电机组的系统稳定性,可以采用动力学模型进行建模。
该模型考虑了风能、机械转化以及电力传输等要素,通过求解方程组可以得到系统的稳态和动态特性。
3. 稳态分析稳态分析主要关注风力发电机组的并网运行状态,即在稳定的风速条件下,风力机组是否能够持续地将电能输出至电网。
该分析通常涉及到功率曲线的绘制、最大功率点追踪算法和功率因数控制等方面。
4. 动态分析动态分析主要关注风力发电机组在突发风速和负载变化等情况下的响应和稳定性。
通过响应速度、转子速度抑制、振荡控制等指标可以评估风力发电机组的动态性能,从而进一步提高系统的稳定性。
5. 故障分析风力发电机组的系统稳定性还需要考虑故障情况下的性能。
例如,当风轮叶片受损或传动系统故障时,如何保证系统的可靠性和稳定性是一个重要的问题,可通过故障模拟和容错控制来进行分析和改进。
二、系统稳定性优化1. 设计优化系统稳定性的优化首先需要从设计层面入手。
风力发电机组的叶片、传动系统和发电机等组件的设计应考虑到风能捕捉效率和转换效率的最大化,以及对突发风速和负载变化的响应能力。
2. 控制策略控制策略对于优化风力发电机组的系统稳定性至关重要。
通过合理的控制算法和参数调整,可以实现最佳功率点追踪、转子速度控制、振荡抑制等功能,提高系统的可靠性和响应速度。
3. 故障保护为了提高系统稳定性,还需考虑故障保护措施。
风力发电场电力系统的稳定性分析和优化
风力发电场电力系统的稳定性分析和优化近年来,随着环保理念的逐渐普及,风力发电已成为世界各国广泛采用的一种新型清洁能源。
然而,风力发电场电力系统的稳定性一直是一个问题。
本文将从发电机转速、功率输出、电网接口、控制系统等角度分析风电场电力系统的稳定性,并提出优化方案。
一、发电机转速发电机转速是保证风力发电机组输出稳定的重要因素。
而风力发电场中,风速的变化可能会导致风力发电机组的转速不稳定,对输出功率的稳定性造成影响。
因此,风力发电机组必须具备良好的转速控制系统以维持稳定转速。
这可以通过设置合理的转速控制策略来实现,如采用PID控制器,通过对控制参数的优化,使得发电机转速能够得到更好的调节,从而保证输出功率的稳定。
二、功率输出风力发电机的功率输出直接影响系统的稳定性。
风力发电机组的稳定功率输出需要考虑多个因素,如发电机转速、叶片角度、气压、温度等。
因此,针对这些影响因素,必须通过系统的控制策略来实现功率输出的稳定。
可以采用根据风速变化自动调整叶片角度的机械控制策略或者电气控制策略来实现。
三、电网接口风力发电机组与电网连接的接口也是影响系统稳定性的重要因素之一。
如果电网的负载变化比较大,将导致风力发电机组的输出功率也发生变化,从而降低了系统的稳定性。
为了解决这个问题,可以采用提高电网接口的质量,运用电气控制器等设备来协调电网负载与风力发电机组输出功率之间的关系。
四、控制系统风力发电机组的控制系统是保障系统稳定性的基础。
自动控制系统必须在稳态、暂态和动态等不同工况下保障功率输出质量,同时还需要满足调度信号的要求,以实现电网与电力系统的双向传输。
在设计控制系统时,应该考虑到风倾斜因素的影响,结合风速预测、发电机组特性曲线等因素,进行预测和优化控制。
综上所述,风力发电场电力系统的稳定性需要从多个方面进行优化。
对于发电机转速、功率输出、电网接口和控制系统等问题,不断完善和优化,才可以保证风力发电场电力系统稳定输出,达到可持续发展的目标。
风力发电场电力系统稳定性分析与评估
风力发电场电力系统稳定性分析与评估一、引言随着全球对环境保护的重视程度日益增加,发展可再生能源已经成为国际上广泛推行的一项战略。
风能作为可再生能源的重要组成部分,近年来受到越来越多的关注,尤其是风力发电技术的不断发展和成熟,使得风力发电的应用越来越广泛。
然而,风能存在着大量的不确定性和随机性,这就给电力系统的稳定带来了挑战。
因此,对于风力发电场电力系统的稳定性分析和评估显得非常重要。
二、风力发电场电力系统组成风力发电场的电力系统主要由风力发电机组、变电站和电网组成。
其中,风力发电机组是核心部件,负责将风能转换成电能,将发电机产生的电能输送到变电站。
变电站是连接发电机组和电网的中间环节,主要负责将发电机产生的电能升压后送往电网。
电网作为整个电力系统的重要组成部分,主要承担电能的传输和配送职能。
三、风力发电场电力系统稳定性分析1.电力系统稳定性概述电力系统稳定性是指电力系统在受到各种扰动(如短路等)时,能够维持或者恢复稳定的能力。
风力发电场电力系统稳定性是指在风能的不稳定性和随机性的情况下,电力系统仍然能够保持稳定的能力。
2.风力发电场电力系统稳定性影响因素(1)风能稳定性:风能的不稳定性和随机性是风力发电场电力系统稳定性的一个重要影响因素。
每个发电机组的输出功率都会受到风速和风向等影响,从而导致整个电网的电压和频率变化。
(2)电力系统阻抗:电力系统阻抗也是影响电力系统稳定性的重要因素。
电力系统阻抗大小、特性等都会对电力系统的稳定性产生影响。
(3)电力系统控制器:发电机组的控制器对电力系统的稳定性也具有重要的影响。
合理的控制器可以使得电力系统的响应速度更快,从而提高电力系统的稳定性。
3.风力发电场电力系统稳定性评估方法(1)频率响应特性法(FRT):该方法主要通过对电力系统进行一定的扰动判断电力系统是否稳定。
该方法对风力发电场的电力系统稳定性评估具有较高的精度和适用性。
(2)电力系统模拟法:该方法通常采用数值模拟的方式对电力系统进行模拟,从而得到电力系统的响应特性和稳定性情况。
风力发电机组的供电稳定性研究
风力发电机组的供电稳定性研究风力发电作为可再生能源的一种,被广泛应用于解决能源短缺和环境污染的问题。
然而,风力发电机组的供电稳定性一直是人们关注和研究的热点问题之一。
一、风力发电机组的供电不稳定性问题在风颖的影响下,风力发电机组的供电存在周期性的波动性。
这是由于风的强弱、方向的改变以及地形等因素的影响所造成的。
当风力较强时,风力发电机组可以产生大量的电能;而在风力较弱或停滞的情况下,风力发电机组的供电量将大幅度下降,甚至中断。
二、风力发电机组供电稳定性问题的原因1. 风能资源的不稳定性:风能是风力发电的基础,而风的强弱和方向的改变是非常不稳定的。
尤其是在海上风电项目中,受到海风和海浪等因素的影响更加明显,导致供电的不稳定性增加。
2. 电网连接问题:风力发电机组需要将发电的电能接入电网进行输送。
然而,由于电网的供电能力有限,而风力发电机组的供电又具有不稳定性,导致电网连接问题成为供电稳定性的一大挑战。
3. 储能技术的不足:风力发电机组目前主要采用的是直接输送到电网的方式,没有充分利用储能技术来平衡供需间的差异。
这导致了供电的不稳定性问题。
三、改善风力发电机组供电稳定性的方法1. 风能资源的预测与管理:通过对风能资源的预测和管理,可以提前了解风力的变化趋势,有针对性地调整风力发电机组的运行,从而减小供电的不稳定性。
通过利用先进的气象技术和风能资源数据的分析,可以实现对风能的准确预测。
2. 增强电网输电能力:加强电网的输电能力,提高电网的稳定性和可靠性,是改善风力发电机组供电稳定性的重要手段之一。
这可以通过升级电网设备、增加输电线路的容量以及改善系统的调度和运行等方式来实现。
3. 发展储能技术:在风力发电机组中引入储能技术,将过剩的电能存储起来,以便在风力不足或停止发电时进行补偿。
这有助于平衡供需间的差异,提高供电的稳定性。
目前,储能技术主要包括蓄电池、储热设备和压缩空气储能等多种形式。
4. 寻求新的解决方案:除了传统的风力发电技术,还可以探索新的解决方案。
风能发电技术在能源供应中的稳定性与可靠性
风能发电技术在能源供应中的稳定性与可靠性随着全球对可再生能源的需求不断增加,风能发电技术作为一种清洁、可持续的能源来源,扮演着越来越重要的角色。
然而,与传统发电方式相比,风能发电技术在能源供应中的稳定性和可靠性依然存在挑战。
本文将探讨风能发电技术的这些问题,并提出一些解决方案。
一、风能发电技术的不稳定性1. 风能资源的不均匀分布风能资源的分布是不均匀的,某些地区更适合进行风能发电。
这导致了地理位置限制,只有在这些地区建立风力发电厂才能充分利用风能资源。
而且,即使是在适合的地区,风速也会时刻变化,这增加了风能发电的不稳定性。
2. 风能的间歇性风能是一种间歇性能源,与太阳能一样,它受到天气条件和季节性变化的影响。
风速的波动会导致风力发电的输出功率不稳定,这给能源供应带来了困难。
当风速较低或过高时,发电厂的发电量会明显下降或超过负荷。
二、风能发电技术的可靠性问题1. 风力发电设备的可靠性风力发电设备中的关键组件如风机、变速器、发电机等也存在可靠性问题。
风机的旋转叶片在长期风力作用下容易受损,变速器的负荷也会导致故障,这可能导致设备停机修理,给风力发电厂带来不可忽视的损失。
2. 网络稳定和储能问题风力发电厂的电力输出需要稳定的电网来支持,但由于风能的间歇性,风力发电提供的电力波动较大。
这可能对电网稳定性造成影响,并使电力需求不可预测。
此外,风力发电系统还需要储能技术的支持,以便在风速较低或不稳定时提供持续的能源供应。
三、提高风能发电技术的稳定性与可靠性的解决方案1. 利用多样化的能源为了解决风能发电技术的不稳定性和可靠性问题,可以采用多样化的能源结合方式。
例如,结合太阳能和风能,利用太阳能发电作为补充,在风速较低或不稳定时提供稳定的电力输出。
这样可以提高能源供应的稳定性。
2. 提升风力发电设备的质量和可靠性投资于研究和开发风力发电设备的质量和可靠性,改进关键组件的耐用性和性能,以降低故障率和维修成本。
同时,加强设备维护和管理,定期检查和保养设备,提前发现潜在故障,从而提高风能发电设备的可靠性。
风力发电系统可靠性分析
风力发电系统可靠性分析风力发电是一种可再生能源,越来越受到人们的关注。
随着技术的不断进步,风力发电设备的可靠性也在提高。
然而,由于各种原因,风力发电系统在运行过程中仍不可避免地会出现故障。
因此,对于风力发电系统的可靠性进行分析和评估,对保障系统的长期性能具有重要意义。
一、可靠性指标风力发电系统的可靠性指标可分为故障率、可用性和MTBF(Mean Time Between Failures,平均无故障时间)三项指标。
故障率是指单位时间内设备出现故障的概率。
故障率越低,说明设备的稳定性越高,可靠性越好。
可用性是指设备在一定时间内能够正常运行的概率。
可用性越高,设备正常运行的时间越长,系统的稳定性和可靠性越好。
MTBF是指设备平均无故障运行的时间,也就是从故障发生到下一次故障发生的平均时间间隔。
MTBF越长,设备的可靠性越高,系统的稳定性越好。
二、影响风力发电系统可靠性的因素影响风力发电系统可靠性的因素主要包括以下几个方面:1. 设备自身因素不同制造商的风力发电设备在设计、加工、材料选择等方面有所不同,因此其质量和可靠性也有所区别。
2. 外在环境因素外在环境因素包括温度、湿度、风速、风向、地形等。
这些因素对风力发电设备的运行状态和寿命都有影响。
3. 运行方式风力发电设备的运行方式包括定期维护、预防性维护和意外维修。
不同的运行方式对设备的寿命和可靠性有不同的影响。
4. 维修保养风力发电设备的维修保养对其可靠性至关重要。
正确的维修保养方式可以延长设备的寿命,提高系统的可靠性。
三、风力发电系统可靠性分析方法1. FMEA方法FMEA(Failure Mode and Effect Analysis,故障模式与影响分析)是一种用于风力发电系统可靠性分析的常用方法。
通过对系统中可能出现的故障模式、其影响和原因等方面进行分析,进一步确定提高系统可靠性的措施。
2. RCM方法RCM(Reliability-Centered Maintenance,可靠性中心化维修)方法是一种通过对各种故障模式和维修保养策略进行评估,来确定最优维修保养策略的方法。
风力发电机组的振动与稳定性分析
风力发电机组的振动与稳定性分析随着清洁能源的快速发展,风力发电已经成为了世界各地的一种重要的可再生能源。
风力发电机组作为关键组成部分,其振动和稳定性的分析与研究具有重要的意义。
本文将从风力发电机组的振动来源、对振动进行分析和评估的方法以及提高稳定性的措施等方面展开讨论。
首先,风力发电机组的振动主要源于四个方面:风力荷载、机械传动、转子不平衡和地震荷载。
风力荷载是最主要的振动来源之一,风的速度和方向的变化将对风力机的振动产生直接影响。
机械传动中的轴承、齿轮等零部件的不均匀裂纹或损伤也会引起机组的振动,严重时可能导致设备故障。
转子的不平衡是机组振动的常见问题,其主要原因是转子重量分布不均匀或装配质量不精确。
地震荷载对风力发电机组的振动也具有重要影响,尤其是位于地震多发地区的机组。
其次,对于风力发电机组的振动进行分析和评估是保证其稳定性的重要工作。
一种常用的方法是利用加速度传感器测量振动信号,再通过数字信号处理等技术手段对振动信号进行分析。
通过对机组振动数据的采集和分析,可以揭示机组在运行过程中的振动特性和振动频谱,为机组的参数优化和故障诊断提供依据。
此外,还可以利用有限元分析方法对机组的结构进行仿真模拟,通过对模拟结果的分析,对机组的振动情况进行评估和优化。
最后,为了提高风力发电机组的稳定性,需要采取一系列的措施。
首先,可以通过优化风力机的结构设计,减小风力机的振动幅值。
例如,在风力机的旋翼和塔筒结构中采用合适的材料和结构设计,可以有效地减小机组的振动。
其次,对风力机组的传动机构进行定期维护和检修,确保机组运行时的传动系统处于良好的工作状态,减少振动源的产生。
另外,在地震多发地区,可以采用增加机组的抗震设备,提高机组在地震荷载下的稳定性。
综上所述,风力发电机组的振动与稳定性分析对于提高风力发电系统的可靠性和性能具有重要意义。
通过对振动来源的分析和评估方法的运用,可以有效地优化风力发电机组的设计和维护,从而提高其振动和运行的稳定性。
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风力发电系统及稳定性2.1风力发电概述风能是当今社会中最具竞争力,最有发展前景的一种可再生能源,将风能应用于发电(即风力发电)则是目前能源供应中发挥重要作用的一项新技术。
研究风力发电技术对我国大型风力发电机组国产化及推动我国风力发电事业的不断发展有着重要意义。
与火力发电相比,风力发电有其自己的特点,具体表现在一下几个方面:1):可再生的洁净资源。
风力发电是一种可再生的洁净能源,不消耗资源,不污染环境,这是风力发电所无法比拟的优点。
2):建设周期短。
一个万千瓦级的风力发电场建设期不到一年。
3):装机规模灵活。
可根据资金情况决定一次装机规模,有一台的资金就可安装投产一台。
4):可靠性高。
把现代科技应用于风力发电机组可使风力发电可靠性大大提高。
中大型风力发电机可靠性从20世纪80年代的50%提高到98%,高于火力发电,并且机组寿命可达20年。
5)造价低。
从国外建成的风力发电场看,单位千瓦造价和单位千瓦时电价都低于火力发电,和常规能源发电相比具有竞争力。
6)运行维护简单。
现在中大型风力机自动化水平很高,由于采用了微机技术,实现了风机自诊断功能,安全保护更加完善,并且实现了单机独立控制,多级群控和遥控,完全可以无人值守,只需定期进行必要的维护,不存在火力发电中的大修问题。
7)实际占地面积小。
据统计,机组与监控,变电等建筑仅占火电场1%的土地,其余场地仍可供农,牧,渔使用。
8)发电方式多样化。
风力发电既可并网运行,也可与其他能源,如柴油发电,太阳能发电,水力发电机组成互补系统,还可以独立运行,对于解决边远无电地区的用电问题提供了现实可行性。
2.11 国外风电发展现状20世纪70年代石油危机发生以来,西方发达国家积极地寻求新的能源,风力发电应运而生。
风电在国外发达国家相当普及,尤其是德国,西班牙,美国等国家,风电所占的比重很大。
2011年全球新增装机容量超过4000万kw,累计装机容量超过2.37亿kw。
据2012年世界风电报告,2011年全球风电累计装机容量排名前十位的国家如图2-1所示,2011年各国风电累计装机容量占比2-2所示。
图2-1 2011年全球风电累计装机容量排名前十位国家中国26.24%美国19.74%德国12.23%西班牙9.12%印度6.77%英国2.86%法国2.83%意大利2.75%加拿大2.22%葡萄牙1.72%其他13.52%图2-2 2011年各国风电累计装机容量占比表2-1为2006-2011年全球风电市场装机容量的情况说明表,由表中数据可看出在主权债务危机,欧元区财政失衡,全球经济整体低迷的情况下,风电发展还是取得了满意的成果。
从整体数据来看,全球经济整体低迷的情况下,风电发展还是取得了满意的成果。
从整体数据来看,全球的区域分布和市场格局大体不变,但新增装机容量的增速变缓,风电开始从快速发展向稳步发展转变。
年份新增装机(MW)增速(%)累计装机容量(MW)增速(%)200615 245 74 05220 07 19 866 393 820 2720 08 26 560 34120 291 2820 09 38 610 45158 864 3220 10 38 828 1 197 637 2420 1140 564 4 237 669 2表2-1 2006-2011年风电市场增长率在风电机组的利用上,兆瓦级机组成为风电发展的趋势。
海上风电可以节省土地资源,且风能丰富,风速较高,,噪声,人为景观和电磁干扰对风电的影响小,基于这些优点,很多国家都制定了海上风能计划并开展实施。
截至2012年上半年,10个欧洲国家的56个风力发电场,共计1503台海上风电机组已经完全并网。
图2-3示出了欧洲近年来海上风电装机容量的情况。
图2-3 欧洲近年来海上风电装机容量2.12 我国风电发展状况我国幅员辽阔,风能资源十分丰富,尤其在东南沿海,西北,华北北部,东北等地区都储藏着丰富的风能资源。
由于地势等各种客观因素,西北地区长期以来存在着发展落后和能源短缺等问题,严重影响了当地人民的生活水平,风电的发展为他们带来了新的发展机遇,,因地制宜进行风力发电场的开发成为大势所趋。
作为风能最广泛的利用形式,风电技术正朝着大容量,低功耗,高效率的发展方向。
自20世纪90年代以来,我国坚持着稳固的风电发展政策。
但是,大多数的兆瓦级以上机组要依靠进口,这种情况制约了风电技术的国有化进程。
我国正在引用和学习发达国家先进的风力发电技术,加紧实现自主开发,自主设计和自主制造大型风力机的技术。
在不断的研究和创新中,我国研制出了600,750kw和1,1.5,3,6mw的风力发电机组。
在我国政府的大力支持下,尽管我国大力推广风电的时间比较晚,离发达国家还有一定的距离,但是每年新增和累计装机容量越来越高,风力发电场的建设也进入了一个新的阶段,同时,风电系统正朝单机大容量的方向前进,从80年代中期小型机组投运以来,单机容量越来越高,自21世纪以来,兆瓦级机组无论从新增容量还是累计容量来讲都在稳步上升,2005年兆瓦级新增机组容量占到了当年新增容量的21.5%%,2009年上升到了86.86%。
目前,我国风电依然呈快速发展的形势,截至2012年上半年,我国风电累计并网容量为5572KW,其中内蒙古风电并网容量突破1500KW,领跑全国;河北,甘肃,山东,黑龙江,江苏,新疆,山西,广东,福建等省区并网容量也均超过100万KW,截至2012年底,我国海上风电并网装机容量超过30万KW,仅次于英国和丹麦。
我国2012年新增装机1296万KW,相比2011年降低了26%,2013年我国对风能采取的措施是有效的发展风电,稳步地发展海上风电。
鼓励风电设备企业加强关键技术研发,加快风电产业技术升级。
通过加强电网建设,改进电网调度水平,提高风电设备性能,加强风电预测预报等途径,提高电力系统消纳风电的能力。
到2015年,我国风电装机将突破1亿KW,其中海上风电装机达到500万KW。
伴随着风电产业的快速发展,在政府和电力企业的共同努力下,风电发展取得了显著的进展,但任何事物都不是一帆风顺的,也伴随着相应的矛盾。
首先,阻碍风力发电发展的首要问题是大规模风电并网的问题。
由于风的不稳定性,风波动时会对电网形成很大的冲击,也伴随着大量的谐波,同时面临着低电压穿越的问题,安全性承受着考验。
其次,风电技术装备水平不够高,创新能力欠缺。
我国所产生的风电配套产品基本能满足市场需求,但对风机的轴承,变流器等核心技术的开发仍主要依靠进口。
再次,风电厂的建设和治理经验不足,这需要我们在今后的风电发展中继续努力。
2.13风力发电的未来发展趋势风力发电作为一项新的技术,他的未来发展趋势为:1:叶尖速度的个性化设计。
风机的叶尖速度是转速和叶片半径的乘积。
噪声会随着叶尖速度的增加而急速加大,因此较高叶尖速度的风力发电机比低叶尖速度的风力发电机噪声要大得多。
对于陆地市场来说,噪声是一个主要限制。
海上风力发电场对噪声的敏感度较小,海上风力发电场风力发电机的叶尖速度比陆地风力发电场风力发电机的叶尖速度增大约10%-30%。
2:变桨和变速更具发展优势。
变桨距调节是大型风力发电机的最佳选择。
因为变桨距调节提供了较好的输出功率质量,并且每一片叶片调节器的独立调桨技术允许叶片可以被认为是两个独立的制动系统。
通过控制发电机的转速,能使风力发电机的叶尖速度接近最佳值,从而最大限度地利用风能,提高风力发电机的运行效率。
3:其他新的发电机配置模式也已经被提出来了,包括开关磁阻电机。
4:直接驱动和混合驱动技术的市场份额迅速扩大。
齿轮传动不仅降低风电转换效率,且产生噪声,是造成机械故障的主要原因,而且为减少机械磨损需要润滑清洗等定期维护。
采用无齿轮箱的直驱方式虽然提高了电机的设计成本,但也提高了系统的效率以及运行可靠性。
Wind-wind的混合驱动技术的风力发电机问世以来,以其独特的设计理念,冲击着传统的市场,其市场份额在不断扩大。
5:海上风电悄然兴起。
海上风力发电场是国际风电发展的新领域。
开发海上风力发电场的主要原因是海上风速更高且更易预测,发展海上风力发电场也成为风力发电行业新的应用领域。
丹麦,德国,西班牙,瑞典等国家都在计划较大的海上风力发电场项目。
海上风速较陆地大且稳定,一般陆地风力发电场平均设备利用小时数为2000h,好的为2600h,在海上则可达3000h以上。
为便于浮吊的施工,海上风力发电场一般建造在水深为3-8m处,同容量装机,海上比陆地成本增加60%(海上基础占23%,线路占20%,陆地仅各占5%左右),电量增加50%以上。
6:风力发电机制造技术在发生变革。
5MW风机已经面世,10MW以上的风力发电机也在研制中。
专家们预言,2020年将会有20,30MW乃至40MW的风力发电机面世。
风力发电机的制造技术已开始由造机器向造电站方向转化。
7:产业集中是总的趋势。
2009年,世界排名前十位的风电机组制造业占据了全球78.7%的市场份额。
8:水平轴风电机组技术成为主流。
水平轴风电机组技术因其具有风能转换效率高,转轴较短,在大型风电机组上更显经济性等优点,使水平轴风电机组成为世界风电发展的主流机型,并占到95%以上的市场份额。
2.42 并网后需要关注的主要问题1 电能质量根据国家标准,对电能质量的要求有五个方面:电网高次谐波,电压闪变及电压波动,三相电压及电流不平衡,电压偏差,频率偏差。
风力发电机组对电网产生的影响主要有高次谐波,电压闪变及电压波动。
2电压闪变风力发电机组大多采用软并网方式,但是在启动时仍然会产生较大的冲击电流。
当风速超过切出风速时,风机会从额定功率状态自动退出运行。
如果整个风力发电场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,容易造成电压闪变及电压波动。
3 谐波污染风电给系统带来谐波的途径主要有两种。
一种是风机本身配备的电力电子装置可能带来谐波问题。
对于直接和电网相连的恒速风机,软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连,因此会产生一定的谐波,不过过程很短。
对于变速风机是通过整流和逆变装置接入的系统,如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内,则会产生很严重的谐波问题,不过随着电力电子器件的不断改进,这个问题也在逐步得到解决。
另一种是风机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振,在实际运行中,曾经观测到在风力发电场出口变压器的低压侧产生大量谐波的现象。
当然与闪变问题相比,风电并网带来的谐波问题不是很严重。
4 电网稳定性在风电的领域,经常遇到的难题是:薄弱的电网短路容量,电网电压的波动和风力发电机的频繁掉线。
尤其是越来越多的大型风力发电机组并网后,对电网的影响更大。
在过去的20年间,风力发电场的主要特点是采用感应发电机,装机规模小,与配电网直接相连,对系统的影响主要表现为电能质量。