风电从间歇性到不稳定性
风电消纳关键问题及应对措施分析
风电消纳关键问题及应对措施分析1. 引言1.1 背景介绍风电资源是可再生能源中的重要组成部分,具有清洁、无污染、可再生等特点,被广泛应用于电力生产中。
随着我国不断加大风电装机规模,风电消纳问题逐渐凸显。
风电消纳是指将风电并网发电的电能输送到用户侧,使之得到合理的利用的过程。
随着风电装机容量的增加,风电消纳问题逐渐成为制约我国风电产业发展的瓶颈。
当前,我国面临着风电装机容量快速增长,但电力系统的消纳能力与日俱增的不匹配问题。
风电消纳问题主要表现为弃风、限电等现象频发,严重影响了风电发电效率和经济性。
由于风电发电具有间歇性、波动性等特点,进一步加大了风电消纳难度。
需要制定有效的对策和措施解决风电消纳问题,提高风电利用率,促进风电产业健康发展。
【背景介绍】1.2 研究目的【研究目的】:本文旨在深入分析风电消纳面临的关键问题,探讨有效的应对措施,从技术、政策、市场等多个方面提出解决方案。
通过研究本文,读者能够深入了解风电消纳的挑战和机遇,为推动风电产业健康发展提供参考和借鉴。
本研究也旨在引起社会各界的重视,促进相关部门的政策调整和产业协同,推动我国风电产业实现可持续发展的目标。
2. 正文2.1 风电消纳问题分析风电作为清洁能源之一,在我国发展迅速,但同时也面临着消纳难题。
主要问题包括:一、间歇性和不稳定性。
风电发电存在昼夜温差、季节变化等因素,使得发电量难以稳定预测和调控。
二、输电网规划不足。
由于风电资源分布不均,有些地区风资源丰富但输电能力不足,导致风电消纳受限。
三、能量消纳成本高。
目前,我国风电消纳主要通过风电限电和弃风,这样既浪费资源,又造成损失。
四、技术经济性矛盾。
风电消纳技术尚未完全成熟,引起了技术与经济的矛盾,增加了运维难度和成本。
为解决这些问题,可以采取以下应对策略:一、加强风电资源调度和预测技术研究,提高消纳的灵活性和准确性。
二、完善输电网规划,加大输电通道建设力度,实现风电资源的有效利用。
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。
风力发电对电力系统运行的影响
风力发电对电力系统运行的影响摘要:作为对电力系统运行有着重要影响的因素之一,风力发电的关键性不言而喻。
该项课题的研究,将会更好地提升风力发电对电力系统运行影响的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项工作的最终整体效果。
关键词:风力发电;电力系统;运行;影响一、风力发电对电力系统运行的影响分析1.1对电力系统稳定性的影响风力发电是对风能的利用,其本身就是具有较大的随意性与不可控制性。
发电状态和所发电量基本取决于风速状况,而风速自身是非常不稳定的,由于风速度的间接性会对发电机组的稳定性带来影响,所以在一定程度上也给调控电力系统带来了难度。
对于那些电网结构薄弱的地方而言,通过风能发电就很难保证用电的平衡,加上这些地区往往不具备良好的电源结构,最后导致了电网无法吸收消化这些风电资源。
风电流入也会给电网的节点电压带来十分严重的影响。
1.2对电力系统电能质量的影响风电机组的功率输出不稳定,主要是因为风资源的不稳定性以及风电机组的不稳定性造成的。
这种不稳定性会影响到电网的质量,比如出现电压的波动、谐波以及周期性的电压脉动等等。
风力发电对电网带来的负面影响就是电压的波动,而导致风力发电出现电压波动的原因有很多:当风速增大的同时,风电机组出现的电压闪变和电压波动也会随之增大。
另外,风电机组在停止,开始或者切换的时候也容易导致电压波动。
如果利用一部电机作为风力发电机工作的时候,其自身没有励磁装置,并网之前也没有电压,所以并网的过程必然伴随着过渡的过程,这时候会出现巨大的电流冲击,大概是产生电流的五倍左右。
在几百毫秒以后才逐渐转入稳定阶段。
对那些小容量的风电机组来说,并网瞬间会导致电压严重下降,最后影响电网上其他用电设备的使用。
情况严重的话甚至会威胁到整个电网的安全。
1.3对电力运行成本的影响风力发电受到风力的制约,风力的间歇性与随机性将会对风力发电系统的稳定性与安全性带来挑战。
目前,风力发电技术比传统发电技术的竞争优势还是落后的。
风力发电存在的问题及解决措施
风力发电存在的问题及解决措施一、前言随着能源危机的日益加剧,风力发电作为一种清洁、可再生的新型能源,受到了广泛的关注和研究。
然而,在实际应用中,风力发电也存在一些问题,如风速不稳定、噪声污染等。
本文将从这些问题入手,提出解决措施。
二、风力发电存在的问题1. 风速不稳定风速的不稳定性是影响风力发电效率的主要因素之一。
由于气象条件的变化,风速会时而增强、时而减弱,导致风轮转速不稳定。
这样一来,发电机输出功率就会波动不定。
2. 噪声污染由于涡轮机旋转时所产生的空气振动和机械摩擦等原因,风力发电机组会产生较大的噪声。
这对周围环境和人们健康造成了一定程度上的影响。
3. 飞鸟碰撞在适宜鸟类迁移路线上设置大型风力发电设备时,很容易造成鸟类与涡轮机叶片碰撞,对鸟类的生存造成很大的威胁。
4. 维护成本高风力发电设备需要经常进行维护和检修,这需要耗费大量的人力、物力和财力。
三、解决措施1. 风速不稳定问题的解决为了解决风速不稳定问题,可以采用多台风机组串联或并联的方式组成风电场。
这样一来,即使某个风机组输出功率波动较大,也可以通过其他风机组来平衡。
同时,在设计风机组时也应该考虑到气象条件的变化规律,尽可能地提高其适应性。
2. 噪声污染问题的解决为了减少噪声污染,可以采用以下措施:(1)选择低噪声涡轮机和叶片材料;(2)采用隔音材料对涡轮机进行包覆;(3)将涡轮机安装在远离居民区和敏感区域的地方。
3. 飞鸟碰撞问题的解决为了避免鸟类与涡轮机碰撞,可以采用以下措施:(1)在选址时要注意避开鸟类迁徙路线;(2)在涡轮机叶片上安装鸟类警示设备;(3)在涡轮机周围设置鸟类保护网等措施。
4. 维护成本高的问题的解决为了降低维护成本,可以采用以下措施:(1)在设计风机组时,尽可能地提高其可靠性和稳定性;(2)采用先进的监测技术,对风电场进行实时监测和维护;(3)通过大数据分析等手段,优化维护计划,降低维护成本。
四、结语风力发电是一种清洁、可再生的新型能源,具有广阔的应用前景。
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。
风电消纳关键问题及应对措施分析
风电消纳关键问题及应对措施分析1. 引言1.1 风电消纳关键问题及应对措施分析风电资源丰富,具有清洁环保、可再生等优势,成为我国主要的可再生能源之一。
随着风电装机规模的不断扩大,风电消纳问题逐渐凸显。
风电消纳的关键问题主要包括风电波动性大、间歇性强、集中性低等特点,导致风电并网对电网安全稳定性以及经济运行造成一定影响。
为解决这些问题,需要采取一系列应对措施。
在技术方面,可以通过加强风电场自身调度能力、优化风电场布局、提高风力发电设备的智能化水平等措施,来提高风电消纳的可靠性和稳定性。
也应加强与电网之间的通信协调,实现风电场与电网的有效互联互通,为风电消纳提供技术支持。
在政策及市场方面,应建立健全风电消纳的相关政策法规和市场机制,制定合理的风电发电定价机制,鼓励风电发电企业参与市场竞争,提高风电消纳的市场化程度。
还应加大对风电消纳技术研发的投入力度,推动风电消纳技术的创新和进步。
针对风电消纳的关键问题,需要技术、政策和市场等多方面的综合应对措施,促进风电消纳的稳定性和可持续发展。
有助于指导我国风电行业的发展方向和未来发展路径。
2. 正文2.1 风电消纳现状分析风力发电作为清洁能源,受到越来越多的关注和发展。
随着风电装机容量的不断增加,风电消纳问题也逐渐凸显出来。
目前,我国风电消纳存在以下几个主要问题:1. 储能不足:风力发电的波动性和间歇性导致风电消纳对能源储存设施的要求较高,但目前我国储能技术还比较滞后,储能设施不足,难以满足风电的消纳需求。
2. 电网升级滞后:我国部分地区的电网容量有限,无法承受风电的大规模并网,导致风电消纳困难。
电网升级滞后也影响了风电的发展。
3. 调度难度大:风电的出力受天气等因素影响较大,难以准确预测,给电网调度带来困难。
在电力系统中,调度难度大还会带来功率平衡问题。
风电消纳目前面临的问题主要集中在储能不足、电网升级滞后和调度难度大等方面。
针对这些问题,需要综合考虑技术、政策和市场等多方面因素,采取有效的应对措施,推动风电消纳问题的解决。
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。
大规模风电并网对电力系统稳定性的影响及应对策略
大规模风电并网对电力系统稳定性的影响及应对策略引言近年来,随着全球对可再生能源的需求不断增加,风电发电已成为最可行的选择之一。
然而,大规模风电并网对电力系统的稳定性产生了一系列的挑战。
如何应对这些挑战,保持电力系统的稳定运行,成为不容忽视的问题。
本论文将以大规模风电并网对电力系统稳定性的影响以及相应的应对策略为主题进行探讨。
一、大规模风电并网对电力系统稳定性的影响1. 发电波动带来的频率稳定问题大规模风电并网引入了更多的不确定性和变动性因素,由于风速的不稳定性,风电场的发电量会出现波动。
这种发电波动会对电力系统的频率稳定性产生一定的影响。
频率稳定性是电力系统正常运行的基础,发电波动产生的频率变化可能导致系统频率偏离额定值,进而影响系统的稳定运行。
因此,需要制定相应的应对措施以确保电力系统的频率稳定。
2. 电压稳定问题大规模风电并网会导致电力系统中的短路电流增加,进而影响系统的电压稳定性。
由于风电的不确定性和变动性,其发电功率对网侧电压的影响较大。
风电场的接入可能导致系统电压的波动,甚至引发电压不稳定的现象。
电压不稳定性对电力系统的设备安全运行和用户供电质量都会产生重要影响。
因此,必须采取相应的措施来解决电压稳定问题。
3. 功率控制问题大规模风电并网会引起系统功率波动,可能会产生电网负荷与风电出力的不匹配情况。
由于风电的输出功率较难控制,这给电力系统的运行带来了一定的困难。
功率控制问题的解决,对于保持电力系统的平衡运行至关重要。
二、应对策略1. 频率稳定问题的应对策略为了解决大规模风电并网带来的频率稳定问题,可以考虑以下措施:设置合理的调度策略,通过调整其他发电源的出力来平衡风电波动的影响;引入先进的频率响应控制技术,由风电场主动参与系统频率调控,提高系统的稳定性;制定风电场接入的频率稳定性评估标准和约束条件,以保证系统的频率稳定。
2. 电压稳定问题的应对策略针对大规模风电并网引发的电压稳定问题,可以采取以下措施:增加发电侧的无功支撑能力,通过合理的无功控制手段来调整风电场的输出功率;优化风电场与电网之间的电压控制策略,确保系统的电压在合理范围内稳定;采用电压稳定恢复装置和控制器等技术手段,提高电力系统的电压稳定性。
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。
浅谈风电市场开发存在的问题及对策
浅谈风电市场开发存在的问题及对策作者:刘兰兰来源:《时代经贸》2013年第19期【摘要】随着环境问题和能源危机的日益突出,绿色环保、可再生的风能得到广泛重视。
我国风力资源丰富,在国家的扶持和政策推动下,近些年风电产业发展迅速。
但在大规模开发风电市场的同时,我们也客观地看到风电市场开发过程中遇到一些问题,本文就存在问题展开讨论并提出应对策略。
【关键词】风电市场;现状;问题;对策一、引言风能是一种绿色的永续能源,与传统能源相比,风力发电不依赖其它一次能源,不存在燃料价格风险,运行成本稳定,也没有碳排放等环境成本。
随着环境问题和能源危机的日益加剧,针对发展低碳经济面临的巨大挑战,风力发电技术作为最成熟和最具备大规模商业化开发潜力的清洁能源之一,已成为许多国家实现可持续发展战略规划的重要组成内容。
近年来,风电技术不断进步,风电机组价格不断降低,以及世界各国对环境和气候问题的高度关注,世界风电发展迅速,年均增长率超过30%。
二、风电市场开发现状我国一贯重视和支持风电等可再生能源的开发和利用,国家制定了《可再生能源法》以及《可再生能源中长期发展规划》等相关配套政策和实施细则,引导和推动风电等可再生能源发展。
国家政策的大力扶持使得我国风电产业快速发展,风电相关政策的制定为我国风电的长远发展提供了法律保障和政策支持。
截至2010年底,我国累计风电装机容量达到41827MW,较2009年同比大增62%,在风电装机容量的世界排名中,首超美国,我国已由2004年的第10位,跃居为2010年的第1位,并建立起世界上最大的风电市场。
2011年,作为全球最大的风电市场其持续快速的发展态势还将延续。
我国风力资源丰富,可开发量达10亿千瓦,也足够支持其快速发展。
按照《中国风电发展报告2010》的预测,到2020年,中国风电累计装机将达到2.3亿千瓦,相当于13个三峡电站;总发电量可达4649亿千瓦时,相当于取代200个火电厂。
利用储能提升含风电并网电力系统稳定性的研究
利用储能提升含风电并网电力系统稳定性的研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展,风电作为一种清洁、可再生的能源形式,在电力系统中的占比逐年提升。
风电的随机性和间歇性给电力系统的稳定性带来了新的挑战。
为了提高含风电并网电力系统的稳定性,储能技术的应用成为了当前研究的热点。
本文旨在探讨利用储能技术提升含风电并网电力系统稳定性的方法,以期为电力系统的安全、稳定运行提供理论支持和技术指导。
本文首先分析了风电并网对电力系统稳定性的影响,包括风电的出力特性、随机性和间歇性对电力系统稳定性的挑战。
重点研究了储能技术在提升含风电并网电力系统稳定性方面的应用,包括储能技术的类型、储能容量的优化配置以及储能系统的控制策略等。
通过对国内外相关文献的综述和理论分析,本文总结了储能技术在提升电力系统稳定性方面的优势和潜力。
在研究方法上,本文采用了数学建模和仿真分析相结合的方法,构建了含风电和储能的电力系统模型,通过仿真分析验证了所提方法的有效性。
同时,本文还结合实际工程案例,分析了储能技术在提升电力系统稳定性方面的实际应用效果。
本文总结了利用储能技术提升含风电并网电力系统稳定性的研究成果,指出了当前研究中存在的问题和不足,并对未来的研究方向进行了展望。
本文的研究成果对于提高含风电并网电力系统的稳定性、促进可再生能源的消纳和电力系统的可持续发展具有重要的理论价值和实践意义。
二、储能技术在电力系统中的应用概述随着可再生能源的大规模并网,尤其是风电的快速发展,电力系统的稳定性问题日益凸显。
在这一背景下,储能技术作为一种重要的解决方案,其在电力系统中的应用愈发受到关注。
储能技术主要包括电池储能、超级电容储能、飞轮储能等多种类型,它们可以在不同的时间尺度上为电力系统提供稳定性支持。
在电力系统中,储能技术主要发挥以下几个方面的作用:一是平滑风电出力波动,减少其对电网的冲击二是提供备用容量,增强系统的抗扰动能力三是参与调频调峰,优化电力资源的配置四是实现电能质量治理,提高电力系统的供电可靠性。
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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从间歇性到不稳定性:我们能管理好风能吗?可再生能源行业,尤其是风力发电受风力的间歇性影响很大,但是这种情况可以得到改变,至少从最近一些研究报告中可以得到这样的结论。
即使是以前对风力发电有很大保留意见的电网公司,现在也开始认真考虑如何应付风力不稳定的特性。
George Marsh发现,大多人认为这个问题是可以得到解决的。
英国风能协会(BWEA)表示,他们对2009年6月发布的一份“不稳定性管理(ManagingV ariability)”报告得出的结论表示欢迎。
该结论与2008年初分别由英国国家电网公司(National Grid)和总部位于赫尔辛基的P歽ry能源咨询公司发布的另外两份关于风能的报告所得出的结论相一致。
英国风能协会CEO Maria McCaffery表示以上这份报告可以彻底解决风力不稳定性的问题。
“不稳定性管理”报告是能源咨询专家David Milborrow为四个环境部门专门撰写的。
这四个部门分别是英国绿色和平组织(Greenpeace UK)、地球之友(Friends of the Earth)环保组织、英国皇家鸟类学会(RSPB)及世界自然基金会英国分会(WWF-UK)。
在这份报告中,Milborrow针对一些关于风力发电的言论,比如“风停了,灯也就灭了”,“发多少电就需要多少备用电”等,从质和量两个方面进行了反驳。
报告指出,风力发电不稳定性可以而且必须得到管理,这点得到了越来越强烈的认可。
事实上,“不稳定性”要比“间歇性”更准确,因为后者的隐含着开/关或停止/运转的意思,而事实上风能资源很大程度是“一直存在只是处于变化中”。
“现在政府公共事业部门已经普遍接受这样一个事实,”Milborrow告诉《可再生能源聚焦》杂志说,“那就是很大一部分风能无法转变为电能并不存在根本的技术性问题。
全球风能市场稳定的增长表明这种可再生能源已经被看作是一种减少温室气体排放的有效途径。
”注重总的波动Milborrow表示,在任何情况下都应该从整体的角度看待风力的不稳定性。
不列颠群岛部分地区常年都有风,该地区整体的风力波动要远远低于单个风力发电机或风场上的风力变化。
而对风力发电总量造成影响的正是这个总的风力变化量,而不是局部的波动。
事实上,经验告诉我们,风力发电整体的变化一般要小于电网上消费者每天电力需求的波动。
此外我们还应该记住即使在遇到一些重大问题时,如某一发电站突然出现故障,电网依旧可以保持稳定的电力供应。
相比较来说,传统的大型热电或核电厂出现“跳闸”现象则是灾难性的,往往会造成供电的间断,而风力发电的不稳定性相比反而不是那么严重。
解决方法目前已经有一些用于解决系统供电稳定性问题的方法。
其中值得指出的是,目前风力发电拥有短期“运转”储备和长期储备,约为电力高峰需求的五分之一。
报告指出,虽然目前风电场穿透功率(指风电场装机容量占系统总负荷的比例—译者注)依然不高,但是该储备比例基本无需增加。
即使穿透功率提高,电力储备量也只需在电厂额定发电量的基础上提高几个百分点,而不是100%。
这假定了电力系统运营商仅仅依赖所有风电场总额定容量的一部分,而不是全部。
在英国,历史经验表明在较低的风电场穿透功率下,这种“可靠容量”大约占总容量的30%。
随着运营经验的增加,“可靠容量”也会随之提高,而电力储备的需求量也会下降。
不过,快速反应方面的投入和备用发电资产的存在也是必要的,而且随着风电场穿透功率不断提升且超过20%时,这些投入和资产也会不断上升。
在风速较低或没风的时候,这种需求尤其突出,而在风速增加的时候,这些成本也会上升,因为达到电力并网要求的风能比较有限,因此电力供给就得进行限制。
不过普遍认为,只有当风力发电量达到总电力需求的四分之一时,这种“约束成本”才有可能大幅提升。
缓解方式这份报告还给出了一些对风力发电不稳定性的管理方法。
风力的整体性和地理分布的平滑作用非常明显。
一项研究表明,丹麦整个西部地区风力发电功率的波动约为该地区某一具代表性风场功率波动的四分之一。
可以考虑在英国、法国和爱尔兰之间增加更多的电力连接网络来提高风电场的分散范围,同时也实现了所谓的“超级电网”。
此外,如果将不同类型的能源包括其他可再生能源也整合到系统中,这种平滑作用会更加明显。
比如可以将潮汐能接入到系统中,这种可再生能源虽然也不稳定,但是可以预测的。
减少电力储备和备用电量需求的关键在于提高风力的预测方式。
风力的变化并不是任意的,无规律可循的。
当知道了某一时期风力的强度时,可以采用概率的方式进行风力预测。
也就是说,不同时期的风力强度可以根据某一特定时间的风力情况通过特定的概率极限值推断出来,而这种概率极限值可以根据几年来的风力强度数据进行设定。
采用这种方式进行风力预测就可以以小时为单位,这样就增加了电网系统运营商对风力的控制。
风力强度的预测非常重要,因为风力发电的不确定性会让运营商面临的其他不确定因素更加复杂,尤其是在消费者用电需求和普通供电波动方面的不确定性。
运营商在计算所需的电力储备量和备用电量水平及相应的成本时须允许“整体不确定性”的存在。
很显然,这种水平会随着风电场穿透功率的提高而提高。
英国国家电网公司估计,在英国,风电场穿透功率达到40%时,电力储备及备用方面的成本就会增加10%。
最终,约束成本可以通过增加电网传输容量得到进一步降低,甚至完全消除,这样风场最高输出功率才可以被接受。
这同样适用于大型核电厂和热电厂的建设。
虽然严格来说,相对于风能不稳定性,约束成本更多地与电力消耗主要地区的可再生能源地理位置相关,但是这种成本依然是与可再生能源有关的额外成本,而且必须允许其存在。
以英国为例:英国的北部和西部为多风地带,而人口密集区主要在南部,因此,需要额外建立从北朝南的传输电网,报告指出该项建设约需47亿英镑。
储备的考虑当风电场的穿透功率超过25%时,有时候会出现发电量超过需求量而被浪费掉的情况。
如果出现这种情况,浪费的电量就会带来额外的不必要的成本,因为风电场的固定成本是分摊到相对较少的单位发电量上的。
当然,如果市场可以消化掉这部分额外电能,或者这部分电能可以通过某种方式储存起来,如通过热能或抽水蓄能的方式,这部分损失就可以避免。
未来的技术及市场应该朝这方面发展。
如果电能存储的成本合理,这种解决办法还有助于平衡能源需求。
额外的风电能量可以以热能的方式存储起来,用于建筑取暖或其他热水系统中。
同样,电动车也可以在夜间非用电高峰时段进行充电来平衡需求。
液流电池如果可以得到广泛应用,可以在这方面发挥重要的作用,因为这种电池可以在用电高峰时段将电能反向输送回电网。
从理论上说,电动车也可以实现这一点,这样就可以将电能存储的成本维持在可接受水平。
需求侧管理还有一个解决方法就是需求侧管理(DSM),目前已经得到广泛应用。
这种方法可以大大降低高峰电力负荷以及电力储备成本。
负荷管理可能需要切断一些不可断电设备的供电,比如在用电高峰时段短暂地停掉冰箱和取暖器的电力供应。
这些设备可以通过由本地智能电表激发的开关装置,或通过设立在中央控制站的遥控开关实现。
动态需求系统可以对因用电需求上升造成的供电频率下降自动做出反应。
报告指出,需求侧管理方法效果明显,在风电场穿透功率达到20%时可以进一步降低成本,最高可达10%。
通过与其他国家的对比发现,额外电力储备所带来的成本基本都差不多。
在英国,20%风电场穿透功率下储备成本预计低于3英镑/兆瓦时。
即使为了抵消因风力不确定性引致的所有相关成本而提升国内电价的话,David Milborrow表示电价也不会增加很多。
“以英国为例,通过模拟计算发现,如果到2020年风电场发电容量占系统总容量可以达到22%,国内电价只需提高2%就可以抵消相应的成本。
如果这个比例达到40%的话,电价的提升依然不大;即使再高的比例依然可以通过提高电价来平衡成本。
”这是个好消息,因为风电无论从环境保护还是电力供应安全性方面来看都很有可能成为欧洲能源结构中重要的一份子。
丹麦政府计划到2025年将风电场穿透功率提高到50%,主要依靠电动车和热泵方式消化过剩电能,此外还计划采用需求侧管理方式。
丹麦设立的目标,加上爱尔兰、德国、葡萄牙、希腊及其他一些国家具有挑战性的规划,表明风能的利用不会有很大的问题。
如果风能产业即使在经济消退的环境下依然可以保持每年25%的增长速度的话,这足以表明政府及公共事业部门已经将风能看作是可行的碳中性发电资源。
正如Milborrow指出:“对公共事业部门及一些投资者来说,风能不稳定性已经不再是大规模风电开发不可逾越的障碍了—即使以前曾经是这样。
风电场可以取代传统的发电工厂,虽然在发电容量方面不是一对一的。
”数据模型芬兰Pöyry能源咨询公司采用仿真的方法预测了到2030年爱尔兰和英国两个国家风能发电的情况。
该研究结果包含了对风能市场规模的分析,而David Milborrow的报告并没有涉及这一点。
研究人员搜集了2000年到2007年这两个国家中36个已经开发及具有开发潜力的风电场位置的相关历史数据。
最后大约将2500万个数据点输入到风能功率分析模型中,计算机采用超前推算的方式进行计算,同时将2030年前预计出现的变化也考虑在内,这样可以得到以小时为单位的风力强度的计算结果(英国国家电网公司也在进行以小时为单位的分析模型,但是时间范围是到2020年)。
芬兰研究人员对风能的极值给予了特别的关注,同时指出政策制定者过多地将重点放在平均值上,因此常常低估了“曲线尾部”带来的影响。
研究人员还通过这些预测及发电容量的计算机模型探究了未来电价可能的走势。
仿真显示风电穿透功率越高,以小时为分析单位的价格走势曲线就越会呈现“尖头”状,价格峰值就越会增加市场运营的风险。
这种影响在低风期转入高风期时最为明显,就好像长期高压转入低压情况时一样。
在这种情况下,电价范围会在高风期的超低价,甚至负价到反气旋期极端高价之间波动。
研究还指出当风电穿透功率较高时,风力不稳定性还会使热电厂出现不稳定性,主要体现在效率、维修及成本方面。
如果风力发电可以为基本负荷贡献大部分电量时,风力发电高峰及低谷时期需通过传统发电厂进行平衡。
考虑到风电每年甚至每个小时都处于变化中,因此在某些年份里可能会出现热电厂运营时间非常短的情况。
在面临传统发电厂利润收入不稳定及不确定的情况下,投资者可能还需要其他的理由才会在所需的电能储备方面进行投资。
研究还发现爱尔兰的单一电力市场(SEM)机制相比英国电力交易和输电制度(BETTA)模式更有利于激发新的发电量。
英国的BETTA机制以输送的电量而不是发电容量为交易的标准。
研究人员认为BETTA机制在处理未来市场方面略显不足,因为未来风电市场,在风电穿透率很高的情况下,将比现在更容易受到天气变幻不定的影响。