新能源发电技术重点知识

①

一次能源一次能源指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量资源，二次能源二次能源二次能源指由一次能源经过加工转换后得到的能源产品。 ② 分布式发电

分布式发电（电源）通常并非指采用柴油发电机组的紧急备用电源或燃煤的自备小火力发电厂，而是指以天然气、煤层气或沼气为燃料的燃气轮机、内燃机、微型燃气轮机发电，太阳能光伏发电，以天然气、氢气为燃料的燃料电池发电，生物质能发电，小型风力发电等。

③ 光伏发电系统

光伏发电系统是由光伏阵列、蓄电池组、控制器、电力电子变换器、负载等组成分为独立和并网光伏发电系统。 ④ 电源逆变电路

电源逆变电路分为电流型和电压型两类。 ⑤ 风力发电系统

风力发电系统是将风能转换为电能，由机械、电气及控制组成。包括风轮、发电机、变速器及相关控制器和储能装置。 ⑥ 恒速恒频风力发电特点

恒速恒频风力发电特点：电气系统简单；转速不变，输出功率和转速控制全靠倾角控制完成，要求倾角控制响应快，动作次数多，调节机构易疲劳损坏；强阵风来时，转速不变，机械承受应力大，要求坚固，适用于中小功率风电系统，不大于600KW 。变速恒频特点：不同风速下，涡轮机都工作在最高效率点，提高效率10%；强阵风来时，转速适当升高，部分风能储存在机械惯量中，减小了应力和强度要求；由于电磁转矩脉动小，发出电力波动小，提高了发电质量；风速小时调转速，倾角维持最小值不变，倾角控制器不工作，延长了寿命。适用于大功率发电场合，大于1000KW 。

⑦ 双馈风力发电系统的工作原理

双馈风力发电系统的工作原理：当发电机转子转速高于同步速时，转差率s<0，转速功率流出转子，经变频器送至电网，电网得到的功率为定、转子功率之和，大于定子功率，此时双馈发电机工作于发电状态；当转速低于同步速时，S>0，转差功率从电网经变频器流入转子，电网得到的功率为定、转子功率之差，小于定子功率，此时双馈发电机工作于电动状态。 ⑧ 电力电子器件电力电子器件分类分类

分类从控制角度分为不控型，半控型和全控型三类，按驱动信号分为电流驱动和电压驱动型。 ⑨ 晶闸管特性

晶闸管特性可承受的电压电流在功率半导体中均为最高，开关频率较低。基本特性：a 电流触发特性，当晶闸管A-K 极间承受正向电压时，如果G-K 极间流过正向触发电流I G ，晶闸管导通；b 单向导电特性，晶闸管与电力二极管一样具有反向阻断特性，当承受反向电压时，此时无论门极有无触发电流，晶闸管不导通；c 半控型特性，晶闸管一旦导通，门极失去作用；此时不论门极电流是否存在，触发电流极性如何，晶闸管都导通。要使晶闸管恢复关断，可对其A-K 极间施加反向电压或使其流过的电流小于维持电流。符号：

⑩ AC-DC 整流电路

整流电路按使用器件类型分为不控整流、相控整流和PWM 斩波整流，也可分为单相和三相整流；不可控整流形式有单相半波全波桥式，三相半波桥式；半控形式：单相半波全波桥式半控桥式全控，三相半波桥式半控桥式全控；全控形式有单相半桥,全桥,三相电压型PWM 整流器。

⑪ 风力发电分为

风力发电分为独立运行和并网运行发电。 同步发电机工作原理：在风力机拖动下，转子以转速n 旋转，旋转的转子磁场切割定子上的三相对称绕组，在定子绕组中产生频率为f1的三相对称的感应电动势和电流输出，从而将机械能转换为电能。发电机的转速，定子频率和极对数的关系为1f pn =；特点：频率稳定，电能质量高，可通过调节励磁电流来调节功率因数，既能提供有功功率也可提供无功功率，可使功率因数为1。

○12 双馈异步发电机运行状态分类:a.亚同步运行状态。此时n0，1260f pn f =± 取正号，频率为2f 的转子电流产生的旋转磁场的转速与转子转速同向；超同步运行状态。此时n>n1，转差数s<0，

1260f pn f =±取负号，转子中电流相序发生改变，频率为2f 的转子电流产生的旋转磁场的转速与转子转速反向；同步运行状态。此时n=n1，2=0f ，转子电流为直流，与同步发电机相同。

○13 异步发电机工作原理异步发电机工作原理：当异步发电机接入频率恒定的电网上时，有1160n f p =，1n 为同步转速，1f 为电网频率，p 为电机绕组极对数。异步电机中旋转磁场和转子之间的相对转速为1n n n ∆=−，相对转速与同步转速的比值称为转速差1s n n =∆，当转子转速小于同步转速(1n n <)时，电机工作在电动状态，电机中的电磁转矩为拖动转矩，电机从电网吸收无功功率建立磁场，吸收有功功率将电能转换为机械能；当(1n n >)时，电机运行在发电状态，电机中的电磁转矩为制动转矩，阻碍电机旋转，电机从外部吸收无功电流建立磁场，而将从风力机中获得的机械能转换为电能供给电网。

○14风力异步发电机与电网并联方式

风力异步发电机与电网并联方式有直接并网，降压并网和晶闸管软并网。 ○15同步发电机转子

同步发电机转子有凸极式和隐极式两种，隐极式的励磁绕组为分布分布绕组，凸极式为集中绕组。 ○16 风力发电系统的控制目标风力发电系统的控制目标：保证可靠运行；能量利用率高；电能质量高；机组寿命延长。控制功能：在运行的风速范围内，确保系统稳定运行；低风速时，跟踪最佳叶尖速比，获取最大风速；高风速时，限制风能的捕获，保持风力发电机组的输出功率为额定值；减小阵风引起的转矩波动峰值，减小风轮的机械应力和输出功率波动，避免共振；减小功率传动链的暂态响应；控制器简单，控制代价小，对一些输入信号进行限幅；调节机组功率，确保机组输出电压和频率稳定。

○17 变浆距风力发电的控制过程变浆距风力发电的控制过程：1）启动时的转速控制2）额定转速以下的不控制3）额定转速以上的恒功率控制。 ○18 变速恒频风力发电机的优缺变速恒频风力发电机的优缺点点：可大范围的调节转速，使功率系数保持在最佳值，从而最大限度地吸收风能，系统效率高；能吸收和存储阵风能量，减少阵风冲击对风力发电机产生的疲劳损坏、机械应力和转矩脉动，延长机组寿命，减少噪声；还可以控制有功功率和无功功率，电能质量高。但控制复杂，成本高，需要避免共振的发生。

○19 变速恒频风力发电机的分类变速恒频风力发电机的分类：1）笼型异步发电机变速恒频风力发电系统2）同步发电机3）双馈异步发电机4）无刷双馈异步发电机

○20 风力同步发电机机组的并网条件风力同步发电机机组的并网条件：波形相同、幅值相同、频率相同、相序相同、相位相同。并网方式并网方式并网方式：自动准同步并网、自同步并网。

○21 风力异步发电机机组的并网过程及特点风力异步发电机机组的并网过程及特点：1风力机启动后带动发电机至接近同步转速时，由转子回路中的变频器通过对转子电流的控制实现电压匹配、同步、和相位的控制，以便迅速地并入电网，并网时基本无电流冲击。2）通过转子电流的控制可以保证风力发电机的转速随风速及负载的变化而及时地调整，从而使风力机运行在最佳叶尖速比下，获得最大的风能及高的系统效率。3）双馈异步发电机可通过励磁电流的频率、幅值和相位的调节，实现变速运行下的恒频及功率调节。当风力发电机的转速随风速及负载的变化而变化时，通过励磁电流频率的调节实现输出电能频率的稳定；改变励磁电流的幅值和相位，可以改变发电机定子电动势和电网电压之间的相位角，也改变了发电机的功率角，从而实现有功功率和无功功率的调节。 ○22 太阳能电池的分类

太阳能电池的分类：单晶硅、多晶硅、非晶硅。 ○

23 MPPT ：大功率点跟踪控制。是实现检测光伏阵列的输出功率，采用一定的控制算法预测当前工作状态下光伏阵列可能的最大功率输出，通过改变当前的阻抗来满足最大功率输出的要求，使光伏系统可以运行于最佳工作状态。MPPT 控制算法控制算法：1）定电压跟踪法2）扰动观察法3）增量电导法4）模糊逻辑控制法5）最优梯度法6)功率反馈法7）滞环比较法8）神经元网络控制法

○24 光伏发电孤岛效应光伏发电孤岛效应：当分散的电源如光伏发电系统从原有的电网中断开后，虽然输电线路已经断开，但逆变器仍在运行，逆变器失去了并网赖以参考的公共电网电压，这种情况称之为孤岛效应。

○

25 sin();sin()m u m i U U t i I t ωϕωϕ=+=+P 有功功率，Q 无功功率。 ○26 电网三相电压的表示方法电网三相电压的表示方法：0sin()a m U U t ωφ=+ (黄)；0sin(120)b m U U t ωφ=+−°（绿）

；0sin(120)b m U U t ωφ=++°（红）。 ○27 风力发电机分类

风力发电机分类：水平轴和垂直轴型 ○28 PWM 整流

整流：采用全控型电力电子开关器件，用高频脉宽调制方波驱动其导通关断。 ○29 晶闸管与IGBT 区别区别：晶闸管--半控型器件，只能控制开通，用在大功率电路，如电力系统。IGBT--全控型器件，能控制开通和关断，用在中小功率场合，如电机拖动。