风力发电电气控制技术发展探讨
风力发电现状与发展趋势分析
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水电工程Һ㊀风力发电现状与发展趋势分析聂㊀政摘㊀要:风力发电作为一种清洁的发电方式,在我国已经得以广泛的运用㊂相比于传统的火力放电的方式,风力发电能够节省更多的能源,且投入的成本较低,适用性较强,在我国许多地区都可以运用㊂文章对风电新能源发展与并网技术进行了深入的研究与分析,并提出了一些合理的措施,旨在提高风电新能源的使用质量,更好地结合并网技术,对风电发展中出现的问题进行解决,促进我国风电技术的发展与前进㊂关键词:风力发电;新能源;并网技术;可持续发展一㊁风电新能源的基本特点概述风电作为一种新能源,其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能,而风能是一种清洁的㊁可再生的能源,风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视,我国也正在大力开展风电建设㊂从世界范围来看,经过相关的计算表明,世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右㊂我国的风能资源也非常丰富,可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW,我国目前风电装机超过2亿kW㊂风能是一种具有代表性的无公害㊁可再生的清洁能源,风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用,例如我国的沿海城市㊁草原牧区㊁山地高原等地区,都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源㊂我国对风电建设也给予了高度的关注,国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设,取得了很好的效果,目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场,对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用㊂二㊁风力发电并网技术分析(一)同步风电机组并网技术同步风电机组,即是同步电机与风电机组结合产生的,在机组运行时既可保证有功功率输出还能提供无功功率,并且还能有效地确保电能质量,因此在我国风电系统中应用越来越广泛㊂目前,我国很多专家正在深入研究同步发电机与风力发电机的有机融合方法㊂一般来说,风速波动较大会导致转子转矩发生波动,无法满足机组并网调速精度㊂在融合同步发电机㊁风力发电机以后,如果未对以上问题进行充分考虑,尤其是在较大荷载条件下,电力系统极易发生无功振荡现象或者失步现象㊂以上问题导致同步风电机组广泛运用受到影响,随着变频器装置广泛的运用,该问题得到了有效解决㊂(二)异步风电机组并网技术异步风电机组,即是异步发电机与风电机组结合产生的㊂异步风电机组的转速只要与同步发电机组的转速差不多即可,它对精度的要求并不高㊂另外,异步风力发电机的控制装置并不复杂,且能可靠㊁安全地运行㊂不过,异步风电机组并网技术同样也会产生许多问题,如在并网之后极易出现比较大的冲击电流,造成风电机组电气安全隐患㊂还有磁路饱和现象,会导致励磁电流增加使系统功率降低㊂故应对异步风电机组加强运行监督,做好有效预防才能更好地保证异步风电机组并网运行的安全性㊂针对调速精度,异步风电机组对其并未提出较高的要求,只要风力发电机组转速与同步风电机组转速差不多即可,不需要进行整步操作与同步设备㊂但异步风电机组并网较为复杂,需要解决较多问题㊂如果异步风电机组直接进行并网,则极易产生极大的冲击电流,降低电压,严重影响电力系统的正常运行㊂故电场运行部门要做好监督工作,制订有效预防措施,以确保风电机组并网运行的可靠性与安全性㊂三㊁解决运维问题的举措和方法(一)运用全寿命周期管理理念,构建合理的运维模式体系我国风电场装机的容量不断扩大,运行风电机组的数量逐年增加,风电场的运行已经进入规模化的发展阶段,全寿命周期的投资理念已经逐渐被业内接受,不仅要选好设备,更要用好设备,风电设备运维管理状况成为当下行业关注的重点㊂学习国外先进的管理经验,基于大数据和云计算,采用系统诊断㊁风险评估㊁可靠性分析㊁寿命管理㊁预知性维修㊁整体解决等风电运维策略,加强设备管理与技术提升㊁优化工作环境与资源配置㊁构建合理运维模式与体系,改变 头痛医头,脚痛医脚 的落后管理方式,从被动式运维向主动式运维㊁智慧运维转变,做到有计划的 预防式 保障服务,既有 急诊式 维修又要做 体检式 预防㊂运维管理是风电场工作中的一项重要任务,不仅是提升设备利用率,提高设备安全性㊁稳定运行,降低各种能耗的前提,而且还是风电场获得更多经济效益的保障.(二)运用新技术提高运维工作效率和有效监管风电场事故不仅与整机质量有关,而且与企业的管理体制㊁风电场管理与运维人员的规范操作有着密不可分的关系㊂风电场维护检修人员的安全意识㊁技术水平和责任心,对保证风电机组正常运行及风电机组的安全有着最为直接㊁关键的作用㊂作为风险较高的发电企业,实现安全生产,除了完善各项制度,更需在技术上加以提高㊂我国风电运行阶段的监测手段主要集中于电气设备,对一些风电的主要部件,特别是关系到风电设备寿命㊁运行隐患的关键部件如发电机主轴㊁轴承㊁齿轮箱㊁叶片等缺乏有效的㊁系统的状态监测,导致运行阶段对风电设备的了解始终处于被动和局限的状态,无法跟踪故障的发展趋势,不能预先发现并提前排除故障隐患㊂运维工作主要是依靠相关人员的责任意识和专业水平及时发现隐患并加以排除㊂然而,对设备的定期巡检要1 2个月才进行一次,有限的运维人员,恶劣的气候条件㊁高空场地条件㊁人员技术水平㊁工具状况以及人员身体状况等各种因素的存在,使得风力发电设备常常处于亚健康状态运行,无法保障全生命周期效益最大化㊂四㊁结语综上所述,为了更好地推动我国风电新能源的发展,需要对其并网技术进行深入的研究,从多个角度㊁多个层面不断完善并网技术,提高风电系统的稳定性㊁可靠性㊁安全性,为我国发电行业做出更大的贡献,确保我国电能产业可持续发展㊂参考文献:[1]汪成国.关于风电新能源发展与并网技术的探析[J].中国战略新兴产业(理论版),2019(14):1.[2]邹璐.风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景研究[J].无线互联科技,2019(17):130-131.[3]马春兰.风电新能源及其并网技术的发展现状探究[J].湖南水利水电,2019(2):65-66.作者简介:聂政,新疆龙源风力发电有限公司㊂702。
风力发电电气控制技术及应用
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风力发电电气控制技术及应用风力发电是目前世界上被广泛应用的一种清洁能源,它利用风力驱动发电机产生电能。
风力发电具有可再生、清洁、资源丰富等优点,因此受到了广泛的关注和应用。
而风力发电电气控制技术则是保障风力发电系统安全运行和高效利用的关键技术之一。
本文将介绍风力发电电气控制技术的基本原理、技术特点以及在风力发电系统中的应用情况。
风力发电电气控制技术的基本原理是根据风力发电机组的工作状态和外部环境变化,采取相应的控制措施,以确保风力发电系统的安全稳定运行。
风力发电电气控制系统通常包括监测系统、控制系统和保护系统。
监测系统用于实时监测风力发电机组的工作状态和环境参数,如风速、转速、温度等,以便及时调整控制参数。
控制系统主要负责控制风力发电机组的运行状态,包括启动、停止、转速调节等功能。
保护系统则用于监测和保护风力发电机组的各个部件,防止发生故障和事故。
风力发电电气控制技术的特点主要体现在以下几个方面:风力发电系统受外部环境影响较大,风速变化、风向变化等因素都会对系统运行产生影响,因此风力发电电气控制技术需要具有较强的适应性和鲁棒性。
风力发电机组往往需要按照不同的工况进行调整,如启动、停机、转速调节等,因此控制技术需要具有较强的灵活性和调节性。
风力发电系统通常需要长时间连续运行,因此控制系统需要具有较高的可靠性和稳定性,以保障系统的安全稳定运行。
风力发电电气控制技术是保障风力发电系统安全稳定运行和高效利用的重要技术之一。
随着风力发电技术的不断发展和普及,风力发电电气控制技术也将不断完善和提高,为风力发电系统的可靠性、经济性和环保性提供更好的保障。
相信随着技术的不断进步,风力发电电气控制技术将在未来发挥更加重要的作用,为清洁能源的发展做出更大贡献。
风力发电并网系统的控制和优化策略
![风力发电并网系统的控制和优化策略](https://img.taocdn.com/s3/m/6414916bb207e87101f69e3143323968011cf432.png)
风力发电并网系统的控制和优化策略摘要:随着绿色、环保理念逐渐深入人心,新能源技术的发展和应用在当今社会背景下越来越引起重视,风机发电技术则是新能源领域的重要发展方向。
以风力发电技术为基础,结合国家电网构建并发展并网系统,对于我国未来整体能源结构的调整是十分有利的,但应采取何种运行原理、采取何种运行措施,还需结合实际情况制定相应的控制预案并不断进行优化。
关键词:新能源技术;并网系统;风力发电引言:当前我国大力倡导绿色保护环保的理念,在这样的社会背景下,新能源的开发与充分应用更是成为社会关注的重点话题。
作为新能源的一类重要分支,如何有效开发并充分应用风力发电资源便也成为了一个重点关注问题。
并网系统是提高风力发电运行质量的有效措施,在构建或优化并网系统时,则需要基于风力发电的基本要求和运行原理来进行控制优化。
一、风力发电技术与其并网系统概述作为清洁、可再生能源的一种,风能受到了人们广泛的关注,风力发电技术也获得了很大的发展。
风力发电技术的原理是通过风能带动叶轮的旋转,带动发电机的运动进行发电。
根据现在的风机发电技术,只需要3m/s的微风便可实现发电。
相对于传统的火力发电技术,风力发电过程不需要能耗,也不会产生污染和辐射,因此获得了人们广泛的认可,尤其是近些年人们对新能源技术越来越重视,促进了风力发电技术的进一步发展。
要想风电电力能够顺利并入主电网,要求发电频率与电网频率必须保持一致。
根据风力发电所采用的技术和设备不同,可将风力发电分为恒速和变速两种形式,两种发电形式的频率都能保持稳定。
其中,恒速发电形式下对发电机运行速度要求十分严格,目前大多采用异步感应发电机技术来实现;而变速发电技术使用的则是电子变频器对发电频率进行控制。
二、风力发电并网系统的基础架构在风力发电并网系统中,微网系统是其中一个重要组成部分。
它的应用优点是当电网在运行过程中遇到了一些问题时,该系统可以对电网进行自动探测和处理。
微网主要是由小型电源负载结构、电能转换装置、储能装置等构成,在实践中,它们能够充分合理地利用输送到电网的能量,实现能量的合理分配和充分利用,从而提高电力的综合利用率。
浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势
![浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/39aae559fe00bed5b9f3f90f76c66137ee064fe5.png)
浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势电气控制技术是指通过电氧激光以及其他电子元件来实现各种设备与机械的控制和操作。
在当今工业生产和生活中,电气控制技术应用已非常普遍,并且在不断发展和改进中。
本文将对电气控制技术的应用现状和发展趋势进行浅析,以期为读者提供对该领域的更深入了解。
一、电气控制技术应用现状1. 工业自动化领域在工业生产领域,电气控制技术被广泛应用于各种设备和机械的自动化控制中。
通过PLC(可编程逻辑控制器)、传感器、执行器等电气元件,实现生产线的自动化操作和监控,提高生产效率和产品质量。
汽车制造业中的焊接机器人、装配线搬运系统等,都离不开电气控制技术的支持。
2. 智能家居领域随着智能科技的发展,电气控制技术在家居领域的应用也日益广泛。
通过智能家居系统,可以实现对照明、空调、安防、家电等设备的远程控制和自动化管理。
用户可以通过手机App或语音助手对家居设备进行控制,提升生活的便捷性和舒适度。
3. 航空航天领域电气控制技术在航空航天领域的应用也非常重要。
航空器和航天器上的各种系统,如导航系统、通信系统、动力系统等,都依赖于精密的电气控制技术。
通过数字化、智能化的电气控制系统,提高了飞行器的安全性、稳定性和性能表现。
4. 新能源领域随着对环保和可持续发展的重视,新能源领域的发展日益迅速。
电气控制技术在太阳能光伏发电、风力发电、电动汽车等领域发挥着重要作用。
通过电气控制系统的优化设计和智能化管理,提高了新能源设备的能效和可靠性。
5. 其他领域除了上述几个领域外,电气控制技术在科研、医疗、交通、军事等领域也有着各自的应用。
科研实验设备的控制系统、医疗设备的智能化控制、交通信号灯的智能交通控制系统等,都离不开电气控制技术的支持。
二、电气控制技术发展趋势1. 智能化随着人工智能、物联网、大数据等技术的不断发展,电气控制技术也在向智能化方向发展。
未来的电气控制系统将更加智能化,能够通过学习和自适应算法实现对设备和系统的智能化控制,实现更高效、更可靠的运行。
电气自动化在风力发电应用的文章
![电气自动化在风力发电应用的文章](https://img.taocdn.com/s3/m/613dd856178884868762caaedd3383c4bb4cb405.png)
电气自动化在风力发电应用的文章随着世界各国对环保的日益关注,清洁能源已上升为全球的能源发展战略之一。
而风力发电由于其可再生性、低碳排放等优点,越来越受到世界各国的青睐。
而电气自动化技术在风力发电中的应用已变得十分普遍。
电气自动化是指利用计算机、传感器、控制器等电子设备,实现自动控制、监测和操作等技术。
在风力发电中,电气自动化技术主要应用于风机控制、功率调节、功率滤波等方面。
首先,风机控制是电气自动化技术在风力发电中的重要应用。
随着风力发电的迅速发展,对于风机控制系统的稳定性、精度和可靠性要求也越来越高。
电气自动化技术可以通过对风机控制系统的自动化程度的提升,使得风机在复杂多变的环境下能够实现自主控制和适应性调节,并且有效提高风电发电量。
其次,电气自动化技术在风力发电中还可以应用于功率调节方面。
现代风机都会采用最大功率点跟踪控制(MPPT)系统来调节输出功率,电气自动化技术可以通过对风机出力的实时监测和数据分析,针对性的调整MPPT系统的参数,从而使其更加准确地跟踪最大功率点,提高风电的利用效率。
第三,电气自动化技术在风力发电中还可以应用于功率滤波方面。
由于风能的不稳定性和多变性,风机在发电过程中会产生很多谐波和干扰信号,影响到风机发电效率和电网的稳定性。
电气自动化技术可以通过对风机输出电流和电压的实时监测和数据分析,对风机产生的谐波和干扰信号进行滤波,保证风机的发电效率和电网的稳定性。
总之,电气自动化技术在风力发电中的应用为风力发电的科学、稳定和高效运行提供了有力的支撑。
它的不断提升和发展,将有助于推动风力发电技术不断优化和发展,更好地满足世界各国对清洁、可持续和高效能源的需求和要求。
风电场电气系统风电场中电气系统的设计和管理要点
![风电场电气系统风电场中电气系统的设计和管理要点](https://img.taocdn.com/s3/m/5b191411f11dc281e53a580216fc700aba685251.png)
风电场电气系统风电场中电气系统的设计和管理要点风电场电气系统设计与管理的要点随着能源危机和环境污染日益严重,可再生能源越来越受到重视。
风能作为一种广泛应用的可再生能源已经被广泛使用,风电场的电气系统作为风力发电系统的核心部件,具有决定性的作用。
本文将从风电场电气系统的设计和管理两个方面,分析和探讨其要点。
一、设计1.全面考虑电气系统的可靠性为了保证风电场的发电正常运行,电气系统必须具备高可靠性。
在设计电气系统时,应采用成熟的先进技术和设备,遵循国际标准,并通过充分的电力系统分析,确保电力系统可靠性达到最优。
2.根据风电机组的特点确定电气系统方案风电机组与传统的火力发电机组不同,需要充分考虑风力发电机组功率调节、并网控制、并网稳定性等特殊需求。
在设计风电场电气系统时,必须考虑到风力机组在不同风速下的电磁转矩特性以及变速控制的要求,进而确定电气系统方案。
3.综合考虑输电线路的优化布局输电线路是电气系统中重要的组成部分,其布局应当综合考虑因风电场布置情况、地理条件、设备配比等因素,以最优化方式选择输电线路路线、层数、电缆、导线及支架等电气设备。
4.合理进行系统保护与控制设计电气系统的保护设置和控制策略设计应合理,采用现代电气保护设备,为风力发电机组和变压器提供可靠的保护。
对系统进行全面的保护,包括过压、欠压、过流、过负荷等,确保系统安全运行。
二、管理1.监控电气设备运行状态风电场电气系统的设备种类众多,包括发电机、逆变器、变压器、开关柜、电缆等等。
运营管理方应加强对各类电气设备运行状态的监控和检测,通过定期的维护和检修,及时排除潜在故障,提高电气设备的可靠性和稳定性。
2.及时进行系统检修和维护对于风电场电气系统来说,其运行环境恶劣,容易出现各种故障。
运营管理方应定期对电气系统进行检修和维护,如防雷、洗刷、松固等。
同时,也要安排定期检测和测试,确保电气设备始终处于最好的工作状态。
3.合理设置电气设备备件库针对电气系统常见故障设备,运营管理方应建立完善的备件库,准备充足的备品备件以便能够及时更换,并且在更换后对备件进行归档化、记录化等管理,方便日后的查看和查询,保障备品备件的有效利用。
浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势
![浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/0b9938828ad63186bceb19e8b8f67c1cfad6eef2.png)
浅析电气控制技术应用现状及其发展趋势电气控制技术是现代工业中的重要组成部分,它广泛应用于自动化生产过程中,能够有效地提高生产效率,降低能源消耗,提高产品质量。
随着科技的不断进步和工业的不断发展,电气控制技术也在不断创新和发展,为各行各业带来了许多新的机遇和挑战。
一、电气控制技术应用现状1. 工业自动化生产在工业生产中,电气控制技术得到了广泛应用。
在汽车制造行业中,生产线上的各个环节都需要电气控制技术来实现自动化生产,包括焊接、装配、喷涂等环节。
这些环节都离不开PLC控制、传感器检测和电机驱动等电气控制设备。
2. 智能家居系统随着人们对生活质量要求的提高,智能家居系统也逐渐成为了现实。
通过电气控制技术,可以实现家居设备的智能化控制,包括照明、空调、安防等。
人们可以通过手机、电脑等设备对家居设备进行远程控制,实现了智能化、便捷化的生活。
3. 能源管理系统电气控制技术在能源管理领域也有广泛应用。
通过对电力系统的监测和控制,可以实现对电力负荷的合理分配和调度,提高能源利用率,降低能源消耗。
电气控制技术也可以应用于可再生能源的开发和利用,如风力发电、太阳能发电等。
二、电气控制技术的发展趋势1. 智能化和网络化随着人工智能技术的不断发展,智能化已经成为了电气控制技术的重要发展趋势。
未来的电气控制系统将更加智能化,能够实现自主学习、自适应和自我优化。
电气控制系统也会更加网络化,通过互联网实现设备之间的协同工作,提高生产效率和管理水平。
2. 绿色环保和节能在未来的发展中,电气控制技术将更加注重环保和节能。
在工业生产中,通过对生产过程的精细控制和优化,减少能源消耗和排放,实现绿色生产。
电气控制技术也将更多地应用于可再生能源领域,提高可再生能源的利用率。
3. 高效、高速、高精度未来的电气控制技术将更加注重系统的高效、高速、高精度。
在工业自动化生产中,需要实现对生产过程的高速、高精度控制,以适应生产线的快速变化和产品的高要求。
新能源风力发电技术及其发展趋势分析
![新能源风力发电技术及其发展趋势分析](https://img.taocdn.com/s3/m/8342db2702d8ce2f0066f5335a8102d276a261a1.png)
新能源风力发电技术及其发展趋势分析摘要:当前,风力发电技术是非常重要的清洁能源之一,在多个领域中都得到了有效应用。
风能作为自然资源,是新能源的重要组成内容,借助于风能进行发电是当前新能源发电的主导方法,而且该发电方法越来越受到世界各国的关注。
所以,在风力发电过程中,为了能够有效提升风力资源的利用率,使发电过程能够更加稳定可靠,通过应用风力发电技术,可以有效降低不可再生能源的消耗,实现对自然生态环境的有效维护,对发电过程进行优化,进而使发电系统整体的效能得以强化,这样才能更好凸显其经济价值与社会效益。
关键词:新能源;风力发电技术;发展趋势引言新形势下,推进新能源革命发展新能源是尤为重要的。
随着我国能源革命的不断深化,风电为代表的新能源作为可再生能源的关键角色,风电新能源在未来的发展进程中潜力巨大。
因此当前实际工作中,需要针对风力发电控制技术进行认真研究,积极对风力发电技术进行改进和升级,并构建风电产业的人才培养体系,努力提高风电技术人才队伍的整体水平,积极发展新能源风力发电技术。
1风力发电的优点风电能源的稳定性和电能波动性较大,要求对风电项目管理不断加强完善。
风电项目的开发建设人员要坚决严格执行项目建设的各项标准,高效高质量施工。
首先风力发电不消耗任何的燃料,不会污染环境,是一种清洁、可再生的能源,被称为21世纪最主要的新能源,并且发展前景极好。
风力发电还可以根据季节的变化和风力的多少自行更换、互补和储存。
风电新能源作为新能源的代表之一,具有资源丰富、成本低、开发比较便利可行等优势。
风电可以在一些传统资源相对匮乏的地域起到十分突出的作用,充分利用风电的方式提供电能。
近些年来,我国通过补贴的途径积极扶持各地进行风电项目建设,在项目建设中,要充分考虑当地风能特性,分析研究出有独特性的实施方案,科学匹配风电转换过程中的各种问题,保障风电能源的高效稳定安全开发。
2风力发电现状所谓的新能源,就是太阳能、水力、风力等可再生资源,而不是矿物燃料。
风力发电电气控制技术发展探讨 王超
![风力发电电气控制技术发展探讨 王超](https://img.taocdn.com/s3/m/e1d247ba27284b73f34250c7.png)
风力发电电气控制技术发展探讨王超摘要:随着社会的发展,我国的风力发电工程的发展也越来越迅速。
经济的发展造成了能源消耗过快、污染加剧,为了改变这一现状,研发新型能源迫在眉睫,如今新型能源正在人们的生产生活中发挥着重要的作用,其中风力发电电气控制技术颇具代表性,电气控制技术对风力发电厂的运行稳定有着直接的影响,为此本文对风力发电电气控制技术及应用进行分析,以期提高风力发电的应用价值。
关键词:风力发电;电气控制技术;发展探讨引言现如今,科技无界限,电气控制技术已经越来越广泛地应用于风力发电行业。
近年来,国家政策大力推进新能源建设,风力发电的相关项目也逐渐发展起来。
但风电行业是一个比较复杂的行业,要想获得高效率的收益,电气控制技术在风力发电行业中的重要性也就随之显现。
风能是一种新型能源,我们应该仔细考虑如何提高风力发电的整体效益。
由此可见,研究风力发电电气控制技术的发展对目前我国的新能源发展有着极其重要的意义。
在众多发电方式当中,风力发电与其他方式相比,可靠性较低,它受到周围环境的影响因素较大,比如大气压、温度、湿度等自然因素。
所以,在进行风力发电时,我们必须考虑如何降低自然因素对发电的影响。
风力发电效率的一个重要考量指标就是风能利用率。
目前,一些规模较大的风力发电叶片厂商会把发电机组的叶片直径设置在60~100m,这样可以最大限度地提高风能利用率。
此外,风力发电周围的环境都很恶劣,专业的工作人员无法及时进行现场监控,所以,难以实现预期效果。
为了实现对风力发电的合理监控,我们必须重视风力发电电气控制的远程监控。
1风力发电电气控制技术概述就现实情况来看,风力发电与其他发电模式相比存在较强的不稳定性,很容易受外界各类因素的影响,例如风速、风向、大气压强、温度等等,所以在电气控制技术应用的过程中,应当以此入手,进一步克服外界因素对风力发电过程的干扰。
另外,为提高风能发电的效率,必须对各类风能发电设备对风力的利用效率进行系统的分析,提高其能量的转化率。
风力发电机组的控制技术
![风力发电机组的控制技术](https://img.taocdn.com/s3/m/449f9e37ae45b307e87101f69e3143323868f55f.png)
风力发电机组的控制技术摘要:随着时代的发展科技的进步,我国在不断地向前发展,电力的使用量是衡量一个国家发展的主要依据之一,我国每年的电耗量位居世界前列,发电过程中需要消耗大量的能源,对环境造成一定的影响,所以我国一直致力于利用清洁能源进行发电,其中风力发电就是清洁能源发电的主要手段之一,本文将对风力发电机组的控制技术进行讨论。
关键词:风力发电;风力发电机组;发电机组控制技术风力发电是一种清洁的发电手段,减少了发电对于环境的破坏。
我国国土辽阔,适合风力发电的区域广泛,所以我国在风力发电这一发电技术上取得了长足进步,风力发电机组的控制技术是维持风力发电的最核心技术之一,风力发电机组的控制技术能够为我国风力发电事业提供强大助力。
一、风力发电在进行风力发电机组的控制技术讨论时,首先简述一下风力发电的概念及其适用范围。
风力发电是指将风的动能转化为机械动能,之后将机械动能转化为电能的一种发电手段,并且风力发电在发电过程中不会产生辐射及空气污染情况的发生,是一项清洁的发电技术。
风力发电在我国西部地区使用广泛,风力发电技术在近些年也得到了充分的发展,风力发电又分为水平轴风力发电、垂直轴风力发电、双馈型发电机发电等多种发电模式。
二、风力发电机组想要利用风力进行发电工作,就离不开发电机组的运转,风力发电机组由风轮、发电机组成。
其中发电机又由风轮中所含的叶片、轮毂等部件组成,当叶片受到风力吹动时,会进行旋转,从而将机械能转化为电能。
风力发电机组按照风轮桨叶分类分为定桨型与变桨型两种,按照风轮的转速又可分为定速型、变速型两种[1]。
我国现在已经拥有了风力发电关键零部件的开发制造能力,但是我国的风力发电机组控制技术还有待完善,再简单描述风力发电机组的构成与类型之后,下面将针对风力发电机组的控制技术进行讨论。
三、风力发电机组的控制技术风力发电机组的控制技术,是风力发电的核心,通过控制技术能够提高风力发电的安全性,提高风力发电的发电效率,下面根据风力发电机组的控制技术进行研究讨论。
风力发电电气控制技术及应用
![风力发电电气控制技术及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/c6a54f77777f5acfa1c7aa00b52acfc789eb9fbc.png)
风力发电电气控制技术及应用
风力发电电气控制技术是指通过对风电设备电气系统的监控、控制和调节,实现风力发电系统的高效运行和安全稳定运行。
随着风力发电技术的快速发展,电气控制技术在风力发电系统中的应用日益广泛。
在风力发电系统中,电气控制技术主要涉及以下几个方面:风机控制系统、变频器控制系统、发电机控制系统、逆变器控制系统和并网控制系统。
风机控制系统是风力发电系统中最基础且最重要的部分,它负责监测风机的运行状态和工作参数,并根据实时数据进行控制和调节。
电气控制系统通过控制风机叶片角度和转速,使风机始终在最佳工作点运行,提高风能的利用效率。
风机控制系统还能实现对风机的安全保护和故障诊断,确保风机的稳定运行和安全运行。
变频器控制系统是风力发电系统中重要的电气控制设备,它主要用于调节风机转速和输出功率。
变频器控制系统通过调节变频器的输出频率,实现对风机转速和输出功率的精确控制。
通过合理控制变频器的工作模式和运行参数,可以实现风机的最优控制,提高风能的利用效率。
发电机控制系统主要负责监测和控制发电机的运行状态和输出功率。
发电机控制系统通过对发电机电压、电流、频率和功率因数等参数的监测和控制,实现对发电机的精确控制和调节。
发电机控制系统还能实现对发电机的自动开机、停机和并网等控制,保证发电机的稳定运行和可靠运行。
风力发电机发展现状及研究进展
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风力发电机发展现状及研究进展一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增长,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正逐渐在全球能源结构中占据重要地位。
风力发电机作为将风能转换为电能的关键设备,其技术发展与进步对于提高风电效率和降低成本具有至关重要的意义。
本文旨在全面梳理风力发电机的发展现状,包括其技术特点、市场应用以及面临的挑战,并深入探讨当前风力发电机的研究进展,包括新型风力发电机设计、材料创新、控制策略优化等方面的内容。
通过本文的阐述,希望能够为读者提供一个清晰、全面的视角,以深入了解风力发电机领域的最新动态和发展趋势,为未来的风力发电技术发展提供参考和借鉴。
二、风力发电机发展现状随着全球对可再生能源需求的不断增长,风力发电作为其中的一种重要形式,已经取得了显著的发展。
风力发电机的发展现状表现在技术提升、规模扩大、应用广泛以及产业链完善等多个方面。
在技术提升方面,风力发电机的设计不断优化,风能转换效率显著提高。
新型风力发电机采用更先进的叶片设计、材料技术和控制策略,使得风能捕获更加高效、稳定。
同时,风力发电机组的智能化和自动化水平也在不断提升,为风电场的运维管理带来了极大的便利。
在规模扩大方面,风力发电项目的规模日益增大,风电场的建设正朝着大型化、集中化方向发展。
随着风电技术的进步和成本的不断降低,越来越多的国家和地区将风电作为重要的能源供应方式,大型风电场的建设如火如荼。
在应用广泛方面,风力发电机的应用领域不断拓展。
除了传统的陆地风电场,海上风电、分布式风电、微风电等多种应用形式也逐渐兴起。
特别是在海上风电领域,随着技术的进步和成本的降低,海上风电正成为风力发电的重要增长点。
在产业链完善方面,风力发电产业链日趋成熟,涵盖了设备制造、安装运维、技术研发等多个环节。
风力发电设备的制造能力不断提升,国内涌现出一批具有国际竞争力的风电设备制造商。
风电场的运维管理也日益规范化、专业化,为风电产业的可持续发展提供了有力保障。
风力发电电气控制技术及应用
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风力发电电气控制技术及应用一、风力发电电气控制系统的结构风力发电电气控制系统主要由下列功能模块构成:1、风机电机电控系统:控制风机电机启停和转速的调节,以及直流母线电压的控制。
2、切变开关控制系统:负责切断发电机与风机组间电气联系的开关设备。
3、变频器控制系统:将风机电机输出的交流电能变成可控的直流电能,同时还可以实现变频调速。
4、发电机控制系统:控制发电机的电压和电流等参数,保证风力发电机组的稳定性和工作安全。
5、整机监测系统:监测风机整机运行的状态、温度、电压、电流等各个方面的信息,同时还对整个风机组的保护、操控和错误检测等功能的实现。
风力发电电气控制系统的应用,主要是在风力发电机组的设计、制造、调试和运行等方面。
在风力发电机组的生产制造过程中,采用先进的电气控制技术,可以大大提高风力发电机组的运行效率和性能,并且可以减少运行成本和故障率。
同时,在风力发电机组的调试和运行过程中,电气控制系统也起到了重要的作用。
通过电气控制系统的监测和诊断功能,可以及时发现风力发电机组的问题,保障风力发电机组的安全稳定运行。
此外,在风力发电场的管理中,电气控制系统也是不可或缺的。
风力发电场管理人员可以通过对风力发电机组整机监测系统的信息分析,及时掌握风机组的运行状态,提高风力发电场的管理水平和整体效益。
随着风力发电技术的不断提高,风力发电电气控制技术也在不断发展。
未来,风力发电电气控制技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1、变频技术的应用:变频技术将成为未来的主流技术,可以提高风力发电机组的效率和运行质量。
2、智能化技术的应用:通过对电气控制系统的智能化升级,可以实现风力发电机组的自动化完善操作,并且提高风力发电机组的可靠性和运行效率。
4、其他技术的应用:未来,还将针对研究发电机控制技术、光伏组件控制技术、能量储存系统控制技术等进行研究,来提高风力发电机组的效率、性能和可靠性。
综上所述,风力发电电气控制技术在风力发电领域中具有十分重要的作用,其应用会不断增加,在未来的研究和发展中,电气控制技术也将逐步升级和完善,以适应风力发电市场的不断增长和发展。
风力发电电气控制技术及应用
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风力发电电气控制技术及应用风力发电是一种清洁、可再生的能源,其在全球范围内受到越来越多的关注和重视。
随着技术的进步和工艺的成熟,风力发电已经成为了一种可持续发展的能源选择。
而在风力发电系统中,电气控制技术的应用尤为重要,它直接影响着风力发电系统的性能和效率。
一、风力发电电气控制技术的发展概况随着风力发电技术的不断发展,电气控制技术也在不断地进步和完善。
在早期的风力发电系统中,电气控制技术相对简单,主要包括变频器、发电机控制系统和与电网连接的逆变器等基本组成部分。
随着风电机组的规模越来越大,尤其是近年来的离岸风电项目的兴起,电气控制技术也面临了更高的要求。
目前,风力发电电气控制技术已经经历了从传统的PID控制到先进的模型预测控制、自适应控制等多种技术的转变。
在软硬件整合、智能化控制、数据管理等方面也有了长足的进步。
这些技术的应用,不仅提高了风力发电系统的性能,还使得风力发电系统的可靠性和可维护性得到了极大的提升。
风力发电系统的电气控制技术主要包括对发电机、变流器、并网电缆和网侧变流器的控制。
对发电机的控制主要包括发电机的转速控制和电磁转矩控制,这直接影响着风力发电系统的电能转化效率。
在变流器方面,需要对其输出的交流电进行频率、电压、功率因数等参数的控制,以保证其与电网协调运行。
而在电缆和网侧变流器的控制中,需要保证电网的稳态和动态性能,并确保电网对风力发电系统的支持,同时也需要保证风力发电系统不对电网造成负面影响。
在风力发电电气控制技术的应用中,还需要考虑各种突发情况的处理,比如突发风速变化、电网故障等,在这些情况下,风力发电系统需要及时进行调整和响应,以确保系统的安全和稳定运行。
在实际应用中,风力发电电气控制技术还需要考虑到风机数量的增加、风机容量的增大等新的挑战,这将对控制系统的稳定性和可靠性提出更高要求。
在未来,风力发电电气控制技术将继续朝着智能化、数字化、网络化方向发展。
随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断成熟,风力发电系统的控制将会更加智能化和灵活化,可以根据不同的风场条件、电网条件等实时对系统进行调整,以达到最佳发电效率。
毕业论文(设计)风力发电并网控制系统分析
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风力发电并网控制系统分析摘要:风电工程在我国逐渐兴起,以其清洁、可持续等特性颇受人们青睐。
但风力发电易受环境影响而产生波动,由此带来的风电并网问题也必需得到重视。
本文介绍了一种普适性的发电并网控制系统,提供了一种以微网技术为基础的并网控制策略和方式,从环保性与经济性的角度分析了该风电系统的应用范围,并揭示了风电并网控制领域未来的研究方向。
0 引言以风电为主的新能源发电系统在我国已投入使用,且近年来风电场的数量在不断增加。
中国新能源装机比重逐年上升,截至2013年底,全国风电并网容量为77.16GW,2013年全国风电和光伏发电量达140TW·h,相当于一个中等发达省份的用电量。
根据国家可再生能源发展规划,到2020年全国风电装机容量将达到200GW,届时中国的能源结构将发生重大改变,因此必须提前开展相关研究以支撑新能源的大规模发展。
风电等新能源发电受所处环境影响较大,故其所发电力幅值、频率及相位等特征的变化较传统发电系统更大。
当新能源并网的发电量较小时,这种不稳定性对整个电网带来的影响较小,并网时产生的波动可看作负荷预测误差;但当新能源并网的发电量达到一定程度时,其将对整个电网产生影响,如:增大电网调峰、调频的压力;增加电网运行方式安排以及备用容量配置的难度;影响电网的供电质量;影响系统安全稳定性。
此时,基于传统发电的确定性调度管理方式已不再适用,且目前新能源发电调度受政策影响较大,故需针对新能源运行特点及政策要求,运用的调度技术支持手段,建立新的并网控制系统,使电网运行能充分适应大规模新能源发电的特性,提高电力系统新能源利用率。
[1]1 新能源发电并网控制系统框图分析图1 新能源发电并网控制系统框图如上图所示,新能源发电并网系统的控制分为电网和新能源场站两个部分。
电网部分将新能源场站作为一个整体进行管理;而场站部分以整体形式参与电网调度,对场内风电机组及其他设备进行局部管理,通过两方面协调配合以支撑新能源调度。
风力发电电气控制技术及应用
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风力发电电气控制技术及应用【摘要】本文主要探讨了风力发电电气控制技术及其应用。
首先介绍了风力发电系统结构以及多智能微电网技术,然后详细讨论了风力发电电气控制系统的设计与优化,以及在智能电网、储能系统和电网并网中的应用。
总结了风力发电电气控制技术的发展趋势,并展望了未来的发展方向。
通过本文的研究和分析,可以更好地了解风力发电电气控制技术在可再生能源领域的重要性和应用前景,为相关领域的研究和实践提供参考和指导。
【关键词】风力发电,电气控制技术,多智能微电网,系统设计与优化,智能电网,储能系统,电网并网,发展趋势,未来展望1. 引言1.1 风力发电电气控制技术及应用概述风力发电是利用风能产生电力的一种可再生能源技术,具有环保、清洁、可再生等优点,是未来能源发展的重要方向之一。
风力发电电气控制技术则是指通过电气设备对风力发电系统进行监测、控制和调节,以提高发电效率、运行稳定性和安全性的技术手段。
风力发电电气控制技术包括传感器、控制器、执行机构等设备的设计和应用,以及监控系统、远程控制系统等智能电气技术的应用。
通过电气控制技术,可以实现对风力发电机组的启停控制、风速风向的监测和调节、电网连接和断开等功能,从而提高风力发电系统的发电效率和可靠性。
在未来,随着新能源技术的不断发展和智能电网的建设,风力发电电气控制技术也将不断创新和完善,为我国能源结构调整和可持续发展做出更大贡献。
风力发电电气控制技术的应用领域也将不断扩大,为储能系统、智能电网、电网并网等领域提供更多可能性。
结束。
2. 正文2.1 风力发电系统结构及多智能微电网技术风力发电系统通常包括风机、变桨系统、发电机、变频器、电网连接等部分。
而多智能微电网技术则是将各种可再生能源、储能设备和智能电网技术结合起来,形成一个多源输入、多种输出的综合能源系统。
在风力发电系统中,风机是核心部件,通过叶片受风驱动旋转,带动发电机发电。
变桨系统可根据风速的变化调整叶片角度,使风机在不同风速下都能高效工作。
电气工程在风力发电中的优化应用
![电气工程在风力发电中的优化应用](https://img.taocdn.com/s3/m/036b86530a4e767f5acfa1c7aa00b52acfc79c3d.png)
电气工程在风力发电中的优化应用一、引言随着能源危机的日益加剧和对环境保护的需求不断增加,可再生能源逐渐成为世界各国重点发展的方向之一。
其中,风力发电因其取之不尽、利用率高等特点,已成为可再生能源领域的重要组成部分。
然而,为了更好地利用风力资源,提高风力发电的发电效率和可靠性,电气工程在风力发电中的优化应用显得尤为重要。
二、风力发电系统的电气工程设计优化电气工程在风力发电系统的设计中起着关键作用。
通过合理的设计,能够提高风力发电机组的功率输出和运行效率,同时降低维护成本和故障率。
1. 风力发电机组的组网设计优化风力发电机组通常由多台风力发电机并联组成,以提高整体的发电能力。
在电气工程设计中,需要考虑风力发电机组之间的并网方式和光伏逆变器的并联方式。
合理的组网设计能够实现发电机组之间的协调运行,确保电力系统的稳定供电。
2. 风力发电机组的电力输电系统优化电力输电系统是风力发电系统中至关重要的一环。
电气工程师通过优化输电线路的设计和选择合适的变压器,可以减少输电损耗和电力质量问题。
此外,对电力电缆的敷设、接线箱的布置等也需要进行合理的优化,以提高系统的可靠性和安全性。
三、电气工程在风力发电控制系统中的应用风力发电控制系统是保证风力发电的正常运行的重要一环。
电气工程在控制系统的设计和优化中发挥着重要作用。
1. 变频器在风力发电中的优化应用变频器作为一种能够调节发电机转速的装置,对风力发电的稳定性和发电效率有着重要影响。
电气工程师通过合理选择变频器的类型和参数,可以实现发电机在不同风速下的最佳工作状态,提高发电效率。
2. 风速测量装置的电气工程设计优化风速测量装置是风力发电控制系统的核心组成部分。
电气工程师通过选择合适的测量设备和优化传感器的布置位置,可以准确测量风速,为控制系统提供准确的风速信号,确保风力发电机组的稳定工作。
四、电气工程在风力发电维护和监测中的应用电气工程在风力发电维护和监测中的应用能够提高风力发电系统的可靠性和安全性。
关于“中国风力发电机技术的发展”的调研报告
![关于“中国风力发电机技术的发展”的调研报告](https://img.taocdn.com/s3/m/01da9df83086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe91c.png)
关于“中国风力发电机技术的发展”的调研报告报告人:学号:班级:时间:2023 .01 .01.目前, 能源是人类生存和发展所面临的严重危机。
随着能源可持续发展的需要、技术的进步、环境保护意识的增强以及相关政策的提出,在正常开发利用常规能源的同时, 应更加注重开发利用对生态环境有利的如风能、太阳能等新能源。
由于地球上风能资源极其充足, 是一种取之不竭、清洁无污染的可再生能源, 且风力发电建设周期短, 投资灵活, 具有建好的经济和社会效益等优点, 风能的开发利用广泛被世界各国政府的青睐。
我国风力发电已经得到了一定程度的应用, 可以说风力发电的出现在一定程度上缓解了我国发电工作对煤炭所产生的压力, 作为一种清洁可再生能源而言, 风力发电站建造成本低廉, 并且性价比高、不会对环境产生污染,但是其本身也存在不稳定性, 加之其运行环境恶劣, 这也给其应用效果造成了一定影响。
作为一种重要的新能源发电类型,风力发电的具有许多的优势:首先全球有着丰富的风能资源。
风的产生是由于大气受到不均匀的太阳辐射引起的冷热空气对流, 也可以说是太阳能的另外一种形式, 它是风力发电的原动力。
风能是自然界的产物, 不需要任何额外的加工, 是拿来就可以用资源。
其次风能是可再生能源。
风能是自然界的产物, 不需要消耗其他资源开发、不需要任何额外的加工、不污染环境、拿来就可以使用的可再生资源。
与火力发电相比, 有着显著优点, 包括其无污染性和可再生性等。
天然气、石油、煤炭等化石资源对环境的危害日益威胁着人类社会的安全和发展。
为了构建一个稳定的可持续发展的未来社会,尽快走出燃煤时代,各国都在追求不污染环境的清洁能源,风能就是其中之一。
不仅如此,风力发电技术目前已经趋于成熟。
风力发电机组已可以批量化生产, 尤其在德国、丹麦等风力发电技术发展和应用比较成熟的国家, 2MW和5MW这样的高容量的机组已投入运行,而我国也在风力发电上迎头追赶。
还有风力发电建造周期短, 总体成本低, 占地面积小, 单位面积发电量较火力发电大得多, 并且可以灵活建造于各种环境下, 不受地形限制。
风力发电行业中的风机控制技术使用中的常见问题
![风力发电行业中的风机控制技术使用中的常见问题](https://img.taocdn.com/s3/m/8376d962ae45b307e87101f69e3143323968f533.png)
风力发电行业中的风机控制技术使用中的常见问题风力发电是一种可持续发展的清洁能源,风机控制技术在风力发电行业中起着至关重要的作用。
然而,在实际应用中,风机控制技术也会面临一些常见问题。
本文将针对风力发电行业中风机控制技术使用中的常见问题进行探讨和解答。
1. 风机控制系统失灵在风力发电场中,风机控制系统可能会遭遇各种故障,导致系统失灵。
常见问题包括传感器故障、电缆连接问题、控制器软件故障等。
解决这些问题的关键是定期检查和维护控制系统,确保设备的正常运行。
此外,配备备用零件和故障排除计划也是必要的,以便及时修复和恢复风机的运行。
2. 风机启动和停机问题在风力发电场中,风机的启动和停机是一项关键任务。
然而,在实际应用中,常常会出现启动和停机困难、时间过长等问题。
这些问题可能是由于电气连接问题、供电系统故障、机械问题等引起的。
解决这些问题的方法包括定期维护和检修风机设备、合理规划停机时间和启动程序,以及安装先进的自动控制系统来监测和调整风机的启动和停机过程。
3. 负荷控制与功率平衡问题风力发电场中的风机需要根据风速和负荷需求进行输出功率的控制,以实现最佳运行效果。
然而,在实际运行过程中,常常会出现负荷控制失灵、功率波动等问题。
这些问题可能是由于控制系统调节不精确、风峰风谷波动大等原因导致的。
解决这些问题的方法包括优化控制策略、增加风速和功率监测传感器以及安装功率调整装置等。
4. 风机噪音和振动问题风机在运行过程中会产生噪音和振动,不仅会影响风机的性能和寿命,还会对生活环境和周边居民造成不良影响。
常见问题包括风机叶片和轴承的不平衡、机械结构松动等。
解决这些问题的方法包括定期的振动和噪音监测、风机叶片和轴承的平衡校准和维护,以及合理的风机布局和隔音设计。
5. 温度控制与过热问题风力发电场中的风机在运行过程中会产生热量,需要进行有效的温度控制。
如果风机过热,可能会导致设备损坏、性能下降甚至故障。
常见问题包括散热系统故障、风机内部通风不畅等。
新能源发电中的风能发电技术研究
![新能源发电中的风能发电技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/aca1f4800d22590102020740be1e650e52eacfb5.png)
新能源发电中的风能发电技术研究随着全球能源需求的不断增长和对环境友好能源的追求,新能源发电技术备受关注。
风能作为一种可再生、清洁的能源形式,在新能源领域占有重要地位。
本文将对风能发电技术进行研究,探讨其在新能源发电中的应用和发展趋势。
1. 引言新能源的发展是解决能源短缺和环境污染问题的重要途径。
在众多新能源中,风能发电技术被广泛应用并取得了显著进展。
风能发电技术具有较高的可再生性、低碳排放、无污染等优势,成为当今重要的能源发电方式。
本文将着重研究风能发电技术的发展状况、技术原理、影响因素以及未来的发展趋势。
2. 技术原理风能发电技术的基本原理是利用风的动能转换为机械能,进而转化为电能。
风力发电机的核心组件是风轮、轴、发电机以及电气设备。
风能通过拖曳风轮转动,产生机械能,然后通过轴连接发电机,将机械能转化为电能。
风能的捕捉主要依赖于风轮的设计和叶片的形状。
目前常用的风力发电机有水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种。
3. 发展现状风能发电技术在全球范围内取得了快速发展。
据国际能源署的统计数据显示,截至2019年底,全球风力发电装机总容量达到651.9 GW。
在各个国家中,中国、美国、德国等是风能发电技术的领先实践者。
中国在世界风力发电装机总容量中占据着重要地位,通过不断技术创新和政策支持,风能发电技术逐渐成熟。
4. 影响因素风能发电技术的发展受到多个因素的影响。
首先,地理条件是影响风能发电潜力的重要因素,包括风能资源的分布、强度和稳定性等。
其次,技术进步和成本降低是促进风能发电技术应用的关键因素,更高效的风力发电机、智能化监控系统和储能技术的发展将推动风能发电技术的进一步应用。
此外,政策支持和市场需求也对风能发电技术的发展起到重要的推动作用。
5. 发展趋势未来,风能发电技术有望实现更快速的发展。
首先,技术创新将进一步提高风力发电机的转换效率和可靠性。
新材料和先进制造技术的应用将使风力发电机更轻、更高效。
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风力发电电气控制技术发展探讨
发表时间:2018-06-12T14:47:40.433Z 来源:《电力设备》2018年第3期作者:李俊峰
[导读] 摘要:风能源是一种新型能源,将其利用到发电过程中,能够达到节约不可再生资源的目的,是资源节约与环境保护的主要体现,但需要注意的是,受气温、气压以及环境等各方面因素的影响,风力发电的可靠性相对较差,对此,将电气控制技术应用其中能够达到解决这一问题的目的,对发电可靠性的提高十分有利。
(国电电力广东新能源开发有限公司 519000)
摘要:风能源是一种新型能源,将其利用到发电过程中,能够达到节约不可再生资源的目的,是资源节约与环境保护的主要体现,但需要注意的是,受气温、气压以及环境等各方面因素的影响,风力发电的可靠性相对较差,对此,将电气控制技术应用其中能够达到解决这一问题的目的,对发电可靠性的提高十分有利。
关键词:风力发电;控制技术;问题;发展
前言
电气控制技术指的是在先进技术的指导下,所实现的一种对多项设备的运行情况进行控制的技术。
风力发电是一种主要的发电形式,是可持续发展理念的主要体现。
本文在分析了电气控制技术的前提下,对风力发电过程中存在的问题进行了阐述,并强调了问题的存在对发电过程带来的严重影响,以此为基础,提出了风力发电电气控制技术的应用以及发展策略,希望能够为问题的解决提供帮助。
1 风力电气控制技术概述
就目前的情况看,这一技术已经被应用到了包括电厂等各领域当中。
以风力发电为例,相对于火力以及水力发电等,风力发电受自然环境影响严重,一旦气压以及空气温度等发生了变化,其发电过程也会受到影响,因此可以说,其发电过程具有不稳定性[1]。
为了提高风力发电效率,我国已经对发电机组的叶片直径进行了改良,一定程度上使得发电效率得到了提高,但鉴于风力发电所面临的自然环境的恶劣性,想要使发电过程能够更加顺利的实现,还必须加强对整个运行过程控制,这样才能达到更好的控制效果[2]。
电气控制技术的出现为控制过程的实现提供了途径,将其应用到风力发电过程中,已经成为了该领域发展的必然环节。
2 风力发电过程中存在的问题
风力发电对于能源节约以及环境保护的重要性不言而喻,但受自然环境等多种因素的影响,其在运行过程中仍存在一定的问题,主要体现在以下方面[3]:
2.1 电网质量得不到保证
风力发电具有一定的不稳定性,这是导致电网质量得不到保证的主要原因。
显而易见,风力发电主要是通过对风资源的利用而实现发电的过程,风资源本身具有很大的不稳定性,其速度以及方向均不固定,因此,若无法对其进行合理的控制,在上述两方面因素发生变化时,电力负荷以及电能均会产生一定的变化,如变化过大,超过了电网所能够承受的范围,电网质量便会受到影响。
2.2 风力发电系统构成情况复杂
受技术水平等因素的影响,目前我国风力发电系统的构成情况以及动态特性都十分复杂。
作为两种主要系统模型,线性模型与非线性模型在风力发电过程中均有所应用,但由于两者在功能的发挥以及对于环境的要求方面有所不同,因此采用传统的技术手段,统一对其进行技术控制,必定无法充分满足两种模式下风力发电系统的运行需求,由此可见,将新的控制技术应用到系统中已经开始变得尤为必要。
3 风力发电电气控制技术的应用
风力发电电气控制技术主要包括变速风力发电技术、变桨距风力发电技术、主动失速风发电技术以及定桨距失速发电技术四种,四种技术分别凭借不同的原理而实现,主要体现在以下方面:
3.1 变速风力发电技术
通常情况下,风力发电机在运行过程中其速度均保持平衡与稳定,针对这一特点,一旦自然界中的风速发生了变化,其运行情况以及发电频率便会受到影响。
变速风力发电技术的应用能够使上述问题得到有效解决。
在这一技术的基础上,发电机的转速能够根据风速的代销做出调整,在风速较大时,为了避免功率过大而引起电网的损坏,发电机能够根据风速情况自行实现转速调整,进而使功率得以平衡。
我国国土面积较大,采用这一技术能够有效的适应不同地区的不同风速情况,因此,将其应用到风力发电过程中很有必要。
3.2 变桨距风力发电技术
变桨距风力发电技术的原理在于通过对桨叶角度的调整,实现对较大的功率的调整,相对于其他电气控制技术而言,这一技术的应用所使用的材料整体重量较轻,因此即使发生外力影响,其所受到的危害也相对较小,对于风力发电持续性的保证能够起到一定效果。
但该技术同样具有缺陷,主要体现在对成本要求高这一方面。
从长远的角度看,在未来,随着对该技术科研力度的加大,其成本必定能够得到有效的减少,同时其应用范围也必定能够得到扩大。
3.3 定桨距失速发电技术
定桨距失速发电技术是在传统风力发电技术的基础上发展起来,通过对叶片结构的改良,实现对功率的控制的一种技术。
在将其应用到实际风力发电过程中后发现,该技术能够达到有效控制功率的目的,但基于其本身叶片重量的影响,该技术下风力发电的整体效率却无法得到保证。
变桨距风力发电技术是对定桨距风力发电技术的改良,解决了其中存在的桨叶重量过大的问题。
3.4 主动失速发电技术
为解决定桨距失速发电技术中存在的风力发电效率不高的问题,并解决变桨距失速发电技术中存在的对成本要求过高的问题,主动失速发电技术出现。
在综合考虑上述两种技术的优势的基础上,主动失速发电技术对两者的优势进行了继承,并对其缺陷进行了优化与改良,最终使得两种技术下存在的缺陷得到了解决。
总的来说,该技术的原理在于根据桨距角在不同情况下的变化去控制风能的捕获量以及速度,理论上看,具有较高的应用价值,但从实践的角度看,其很容易造成更加严重的失速,最终使得功率脱离控制,而对整个电网的运行造成不良影响。
解决上述技术存在的缺陷是未来风力发电领域必须研究的主要内容。
4 风力发电电气控制技术的发展
控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键技术,这是因为:
(1)自然风速的大小和方向随着大气的气压、气温和湿度等的活动和风电场地形地貌等因素的随机性和不可控性,这样风力机所获得
的风能也是随机和不可控的。
(2)为使风能利用率更高,大型风力发电机组的叶片直径大约在60~100m之间,因此风轮具有较大的转动惯量。
(3)自动控制在风力发电机组的并网和脱网、输入功率的优化和限制、风轮的主动对风以及运行过程中故障的检测和保护中都应得到很好的利用。
(5)风力资源丰富的地区通常环境较为恶劣,人们希望分散不均的风力发电机组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可靠性提出了很高的要求。
因此,众多学者都致力于深入研究风力发电的控制技术和控制系统,这些研究工作对于风力发电机组优化运行有极其重要的意义。
计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域,并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展,控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展,甚至向智能型控制发展。
定桨距型风力机指桨叶与轮毂的连接是固定的,即桨距角固定不变,当风速变化时,桨叶的迎风角度固定不变。
失速型是当风速高于额定风速,利用桨叶翼型本身所具有的失速特性,即气流的攻角增大到失速条件,使桨叶的表面产生涡流,将发电机的功率输出限制在一定范围内。
失速调节型的优点是简单可靠,当风速变化引起输出功率变化时,只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不做任何控制,使控制系统大为简化。
其缺点是叶片重量大,桨叶、轮毂、塔架等部件受力较大,机组的整体效率较低,也使得这些关键部件更容易疲劳磨损。
变速恒频风力发电机组是近年来发展起来的一种新型风力发电系统,其转速不受发电机输出功率的限制,而其输出电压的频率、幅值和相位也不受转子转速的影响。
与恒速风电机组相比,它的优越性在于:低风速时能够跟踪风速变化,在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能;高风速时利用风轮转速的变化调节风力机桨距角,在保证风电机组安全稳定运行的同时,使输出功率更加平稳。
变速恒频风力发电机组通过励磁控制和变桨距调节来实现最佳运行状态。
变桨距是根据风速和发电机转速来调整叶片桨距角,从而控制发电机输出功率,由传动齿轮箱、伺服电机和驱动控制单元组成。
随着风电控制技术的发展,当输出功率小于额定功率状态时,变桨距风力发电机组采用OptitiP技术,即根据风速的大小,调整发电机转差率,使其尽量运行在最佳叶尖速比,以得到理想的输出功率。
变桨距风力发电机组的优点是:输出功率平稳,在额定点具有较高的风能利用系数,具有更好的起动性能与制动性能,能够确保高风速段的额定功率。
结束语
我国风电的技术标准和规范不健全,包括风机制造、检测、调试、关键零部件生产及电场入网等相关标准亟需建立和完善。
因此,展望我国未来的风电产业发展,必须加强自主创新掌握核心技术;必须加大电网建设力度,合理规范风电开发;必须加大政策扶持力度,建立健全完善统一的风电标准规范体系。
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