风电供暖技术方法研究

风力发电供电供热系统的供热技术性和经济 性均可行， 既没有环境污染， 又缓解了电网的调峰 难度， 减轻电网外送压力。该方案是离风场较近热

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第3 0 卷 第1 期 电网与清洁能源

用户远离主电网时的风电供暖方法。利用风电供暖 时， 风电输出电能直接接入电加热锅炉。
电源必要时的补充， 大大节省了用电的费用。它同 时可以将发电机和市电的能量转换成热能， 同时增 加传感器增加信号采集功能， 还能够将各自的运行 状态及采暖单元的温度信息反馈到控制单元， 便于 用户了解室内供暖情况。 风电与市电互补型供暖方案也是离风场较近 的热用户风电供暖方法， 利用风电供暖的线路与独 立式风电供暖方法相同， 在风电供暖不足时， 切换 市电供暖。
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清洁供暖工作的通知》 ，鼓励北方地区采用风电进 行清洁供热。鼓励新建建筑优先使用风电清洁供暖 技术， 支持其利用风电清洁供暖技术替代已有的燃 煤锅炉供热b;c。 风电供暖一方面可以解决燃煤供暖所带来的 污染问题，另一方面还可以缓解风电的弃风问题。 近年来， 我国北方风能资源富集地区风电场弃风限 电问题引起较多关注。北方地区的风能资源冬季夜 间最大， 而这正是用电负荷的低谷时段和取暖供热 的高峰时段， 为了满足建筑取暖供热需要， 热电联 产机组需优先运行， 几乎把电力负荷的空间全部占 去了， 风电机组被迫弃风停运bAc。而风电供暖将有助 于缓解这个问题， 通过因地制宜的展开风电供暖试 点， 将会使风电弃风限电问题得到明显好转b<^dc。
离网型风电机组独立供暖方法 离网型风电机组独立供暖系统， 包括有风力发 电场、 电加热锅炉、 蓄热装置、 换热装置和热用户， 风力发电场通过输电线路与电加热锅炉连接， 电加 热锅炉分别与换热装置和蓄热装置连接， 电加热锅 炉与换热装置连接成循环回路， 蓄热装置与电加热 锅炉连接成循环回路， 蓄热装置与换热装置连接成 循环回路， 换热装置与热用户连接成循环回路。结 构示意图如图9所示。

究的热点， 该方案也是针对弃风现象提出的有效解 决方案。但是对于风电机组和热电联产机组的联合 调度控制策略有待进一步优化， 才能更好地利用清 洁能源， 提高风电的利用效率。

结语
风电场选取的风电供暖技术方法与风场的地 理位置、 电网状况有关。远离主电网的岛屿或者小 镇， 宜采用离网型风电机组独立供暖或者风光互补 供暖方法； 靠近主电网的风电场可选取风电互补供 暖方法； 靠近天然气产地的风电场可采用风电和燃 气联合循环机组供暖方法。根据电网的用户类型或 者风电场的实际情况选用合适的供暖方案， 可以有 效地减轻和避免风电场对电力系统的不利影响， 同 时提高了风电场在电力市场中的竞争能力。 参考文献
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风电互补型供暖方法 针对风力发电间歇性的特点， 最便捷的风电与 电网互补型供暖方法提出， 利用风力发电机作为电
暖气的主要能源， 以电网电源作为控制电源和供暖

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张新宇， 等： 风电供暖技术方法研究
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率和可靠性， 一种基于三者的互补供暖方法， 风电、 光电及电网互补变功率蓄能供暖系统提了出来。该 系统包括风电机组、 太阳能电池板、 变功率电热蓄 能供水子系统和变功率电热蓄能供暖子系统； 还与 市电电网连接； 风电机组、 太阳能电池板和市电电 网均通过电路连接到输入端上； 变功率电热蓄能供 水子系统和变功率电热蓄能供暖子系统均通过电路 连接到输出端上。采用上述技术方案， 降低能量的损 耗和设备成本， 实现可再生能源的充分、 高效和合 理的应用； 充分利用市电电网的低谷电量， 使低谷 时段被浪费的电量得到充分利用，降低用电成本， 交直流两用， 对可再生能源进行可靠和稳定的补充。
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张新宇9， 李斌;， 姚远;
（94 大唐新能源山东公司，山东 ;><;6?；;8 北京科诺伟业科技股份有限公司，北京 9666@A）
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第3 0 卷第1 期 2 0 1 4 年1 月 文章编号： 1 6 7 4 3 8 1 4 （2 0 1 4 ） 0 1 0 0 9 4 0 3 电网与清洁能源 !"#$% &'()$* +,- ./0+, 1,$%2' 中图分类号： T K 8 9 3"/456 7"89 :+,4 ;69< 文献标志码： =

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风光互补型供暖Βιβλιοθήκη Baidu构示意图 ()+,#3$ -9-,)*
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太阳能热水装置的储热水箱通过出水阀、 四通 管接头、锅炉进水阀和管道与蒸汽锅炉进水口连 接， 蒸汽锅炉的蒸汽出口经保温蒸汽管与室内散热 装置连接， 风力发电装置的电源输出连接热水箱中 的电加热管、 并同时经接触器常开触点连接室内电 加热器， 室温控制电路的控制器单元连接接触器线 圈。采用联合补热供暖的方法， 利用太阳能热水系 统和风能对进入燃煤锅炉的冷水进行预热， 同时利 用风能发电直接对温室进行加热供暖。 该方案对区域光照和风速要求较高。 光电及电网互补变功率蓄能供暖方法 风电、 太阳能和风能联合补热供暖方案的确是充分 利用清洁能源供暖的有效途径， 但是， 风力发电受 到气候、 海拔、 地形以及温度等多种自然因素的影 响具有随机波动性； 太阳能发电技术也随着昼夜交 替以及天气变化因素呈现波动性。 为进一步提高风电和太阳能联合供暖的供暖效

风电供暖方法
我国风能资源丰富， 陆地可开发装机容量达;` 亿_a， 是我国重要的可再生能源资源。 近年来， 我国 风电产业发展迅速， 到 ;69; 年底， 我国风电装机已 成为全球风电装机最多的国家， 风 达到> A66万_a， 电已成为我国第三大电源。在能源供应中发挥着重 要作用， 为调整能源结构、 减排温室气体、 保护生态 环境做出了重要贡献。但由于受电网运行等因素的 影响， 特别是在冬季供暖期间， 风电机组运行与热电 联产机组运行矛盾突出， 致使北方地区的风电机组被 · 迫大量弃风， ;69;年的风电弃风电量达;66 _a Qb9c。 《关于做好风电 ;69A 年 > 月国家能源局下发了
图! 离网型供暖风电机组的电气控制结构示意图 "#$% ! &'()*+,#' -,./',/.) 01 ,() )2)',.#'+2 '03,.02 10. ,() 0114$.#5 ()+,#3$ 6#35 ,/.7#3)
当主控发送启动指令后， 变流器采集三相定子 电压，通过定子电压计算出电励磁同步发电机转 速。依据风电机组最佳转速功率曲线， 构造出转速 定子电压有效值曲线， 根据所采用的定子电压闭环 的控制策略，调节变流器输出励磁电流的大小， 在 一定转速下维持发电机定子电压有效值达到给定。 定子电压经变流器内的二极管整流桥整流后转换 为直流电压， 在直流端连接固定电阻负载， 通过电 阻消耗功率实现加热的功能。 风电在提供清洁能源的同时，风电场的大规模 并网也给电网安全经济运行带来了不利影响。传统 的电网调度问题是基于负荷预测进行的，而风力发 电受到的气候、 海拔、 地形以及温度等多种自然因素 的影响具有随机波动性，风速及风功率预测的难度 较大。 风电独立供暖的效率和可靠性不高。 基于风电 的间歇性特点， 风电与电网， 燃煤机组， 太阳能发电 等联合供暖也成为克服风电这一弊端的有效途径。

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离网型供暖风电机组的电气控制方法如图 所示。
风光互补型供暖方法 与风电互补型供暖方案相比， 太阳能和风能联 合补热供暖方案进一步利用了清洁能源， 节省用户 的用电费用。太阳能和风能联合补热供暖方案， 由 太阳能热水装置、 风力发电装置、 蒸汽锅炉、 电加装 置控制电路组成， 如图所示。