風(fēng)電技術(shù)論文3000字(2)
風(fēng)電技術(shù)論文3000字篇二
風(fēng)電新能源發(fā)展與并網(wǎng)技術(shù)分析評價(jià)
摘要：伴隨環(huán)保呼聲的增高以及能源局勢的愈發(fā)緊張，全世界都開始對再生能源的利用和開發(fā)予以高度重視，而這當(dāng)中又以風(fēng)能是現(xiàn)如今最為成熟的一項(xiàng)新能源，同時(shí)它的發(fā)展速度也非?？?，然而它也存在一系列問題，從而對輸電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)與安全運(yùn)行構(gòu)成一定沖擊。文章就風(fēng)電能源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了大致分析，并對其發(fā)展技術(shù)、發(fā)展的趨勢展開了綜合評述。
關(guān)鍵詞：風(fēng)電新能源 并網(wǎng)技術(shù) 分析 評價(jià)
1 風(fēng)電新能源特點(diǎn)
1.1 風(fēng)電場的位置偏遠(yuǎn) 因?yàn)槲覈娘L(fēng)資源分布地與負(fù)荷中心存在較遠(yuǎn)的距離，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)非常薄弱，進(jìn)而使得電網(wǎng)的輸電能力在某種程度上對風(fēng)電外送起到限制作用，在對風(fēng)電進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)的情況下，還需建設(shè)配套風(fēng)電送出工程，同時(shí)還應(yīng)對電網(wǎng)建設(shè)予以加強(qiáng)。
1.2 風(fēng)能能量的儲(chǔ)存非常小 因?yàn)轱L(fēng)能的蓄電成本相較于發(fā)電的成本更高，使得整個(gè)電網(wǎng)欠缺蓄電能力，一般而言會(huì)經(jīng)由輸出電量調(diào)節(jié)收納電量。
1.3 風(fēng)能能量密度小 在發(fā)電容量相等的情況下，所需風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的尺寸比水輪機(jī)要大幾十倍。
1.4 風(fēng)能穩(wěn)定性差 由于風(fēng)能是過程性的能源，風(fēng)向和風(fēng)速會(huì)時(shí)常發(fā)生改變，風(fēng)力發(fā)電機(jī)很難對其進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，所以風(fēng)電機(jī)組形成的電能也是隨機(jī)變化和波動(dòng)的。
1.5 風(fēng)輪機(jī)的效率低下 按照理論而言，風(fēng)輪機(jī)的最大效率大概在百分之六十左右，但事實(shí)上其實(shí)際效率更低。統(tǒng)計(jì)表明，垂直軸風(fēng)輪機(jī)其最大效率處于百分之三十到四十之間，而水平軸風(fēng)輪機(jī)的最大效率則位于百分之二十到五十之間。
1.6 電網(wǎng)無法調(diào)度 由于風(fēng)能不可控，因此不能根據(jù)負(fù)荷的大小來對風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行調(diào)度，從而給電網(wǎng)調(diào)度造成壓力。再加上，絕大多數(shù)的風(fēng)電機(jī)組都是無人看守的。
2 電網(wǎng)受風(fēng)電發(fā)展的影響
2.1 影響電能質(zhì)量 以前風(fēng)電單機(jī)容量很小，并且絕大部分都是采用并網(wǎng)方便以及結(jié)構(gòu)簡單的異步發(fā)電機(jī)用以和配電網(wǎng)直接相連。但由于風(fēng)電場常常位于供電網(wǎng)絡(luò)末端，其配電網(wǎng)電壓低、結(jié)構(gòu)松散、承受沖擊能力差，電壓低。所以，風(fēng)電極有可能造成配電網(wǎng)出現(xiàn)諧波污染和電壓閃變的情況。
2.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性不好 在三相短路故障、線路開斷、風(fēng)速擾動(dòng)、發(fā)電機(jī)開斷的狀況下，系統(tǒng)頻率與電壓極易產(chǎn)生大幅度波動(dòng)。
2.2.1 電壓穩(wěn)定性 當(dāng)電力系統(tǒng)里面有大量風(fēng)電場被接入之時(shí)，導(dǎo)致電壓出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況最主要的原因就在于風(fēng)電場需要無功功率。目前，絕大部分風(fēng)力發(fā)電會(huì)采用異步發(fā)電機(jī)，同時(shí)由外部系統(tǒng)為之提供無功功率支撐。而在風(fēng)電場容量比較大，而無功功率呈現(xiàn)控制力不足的狀況之時(shí)，容易對電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
一方面，風(fēng)電場的有功功率使負(fù)荷極限功率增大，從而使靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性得到加強(qiáng);二來，無功功率需求又會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷極限功率下降，進(jìn)而使靜態(tài)電壓穩(wěn)定性能降低。由于大部分風(fēng)電場都會(huì)采用異步發(fā)電機(jī)，因此當(dāng)在電網(wǎng)里面注入功率時(shí)，變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)會(huì)由電網(wǎng)內(nèi)部來對無功功率進(jìn)行吸收，所以風(fēng)電場便極有可能引發(fā)電壓崩潰或電壓穩(wěn)定性下降。然而，如果提供的系統(tǒng)無功功率非常多，那么也可將之視為風(fēng)電場并網(wǎng)可以讓系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性增強(qiáng)。也就是說，風(fēng)電并網(wǎng)會(huì)對電網(wǎng)靜態(tài)電壓形成雙重影響，這與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)還有著密切的關(guān)系。
2.2.2 頻率的穩(wěn)定性 事實(shí)上，系統(tǒng)頻率受風(fēng)電場的影響最主要由系統(tǒng)容量里面風(fēng)電場所占比例來決定。在系統(tǒng)風(fēng)電容量占據(jù)較大比例之時(shí)，其輸出功率的波動(dòng)性會(huì)對電網(wǎng)頻率產(chǎn)生一定的影響，對電網(wǎng)電能的質(zhì)量形成一定影響。如此一來，便需電網(wǎng)中其他機(jī)組頻率具備很強(qiáng)的響應(yīng)能力，能展開相應(yīng)的跟蹤調(diào)節(jié)，從而對頻率的波動(dòng)形成抑制作用。由于風(fēng)電不穩(wěn)定，在風(fēng)電失去出力之后，便會(huì)造成電網(wǎng)頻率減小，尤其是當(dāng)風(fēng)電占據(jù)較大比重之時(shí)，會(huì)對系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。要想使此影響消除最主要的方法便是選取優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行形勢和提升系統(tǒng)備用容量。因?yàn)榇笮碗娋W(wǎng)其調(diào)節(jié)能力與備用容量非常充足，無需考慮風(fēng)電進(jìn)入影響頻率穩(wěn)定性。但對小型電網(wǎng)來說，便不能不考慮風(fēng)電對穩(wěn)定性以及頻率偏移所造成的影響。
2.3 影響電網(wǎng)調(diào)度及其規(guī)劃 由于風(fēng)能存在不可控的性質(zhì)，因而不能對其進(jìn)行可靠的預(yù)測。在風(fēng)電場并網(wǎng)之后，可用調(diào)峰容量將備用容量減去，剩下的容量便可用來進(jìn)行風(fēng)電調(diào)峰，但要是用于風(fēng)電調(diào)峰容量很有限，便會(huì)對風(fēng)電場的實(shí)際運(yùn)行起到限制作用，在電網(wǎng)不能將風(fēng)電場功率波動(dòng)予以完全平衡之時(shí)，一定要對風(fēng)力發(fā)電的注入電網(wǎng)功率進(jìn)行限制。所以，在對發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行安排實(shí)施，一定要對系統(tǒng)的調(diào)頻與調(diào)峰進(jìn)行分析，此時(shí)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用除了需要與調(diào)頻、調(diào)峰彼此相符以外，還需和風(fēng)電機(jī)組出力波動(dòng)對負(fù)荷平衡構(gòu)成影響相符。
風(fēng)電場建設(shè)不但與發(fā)電機(jī)組類型、裝機(jī)容量、布置有關(guān)，還與電網(wǎng)規(guī)劃以及風(fēng)電傳輸?shù)葐栴}相關(guān)。在將風(fēng)電場引入之后，由于風(fēng)電存在隨機(jī)性和不確定性，不但會(huì)使運(yùn)行成本和電網(wǎng)投資產(chǎn)生改變，同時(shí)還會(huì)造成供需平衡關(guān)系產(chǎn)生改變。風(fēng)電利用的小時(shí)數(shù)較為低，通常情況下，一個(gè)好機(jī)組可達(dá)到大約每年二千五百小時(shí)，因此相比于火電電網(wǎng)的投資效益，效益更好的是風(fēng)電投資。因?yàn)轱L(fēng)電具備間隙性的特點(diǎn)，從而形成超出范圍的危害，還有就是風(fēng)電最優(yōu)裝機(jī)比例問題等。所以，一定要對接入電網(wǎng)之后的風(fēng)電場進(jìn)行規(guī)劃，也就是風(fēng)電場建設(shè)必須和電網(wǎng)建設(shè)同步發(fā)展，從而展開大電網(wǎng)的配套建設(shè)。
3 風(fēng)電并網(wǎng)性能的改善對策
3.1 預(yù)測風(fēng)力發(fā)電的功率 將風(fēng)電轉(zhuǎn)變成可調(diào)度電源最為關(guān)鍵性的技術(shù)預(yù)測風(fēng)力發(fā)電量。最近幾年的研究顯示，需要將多個(gè)數(shù)字天氣預(yù)報(bào)的模型進(jìn)行相應(yīng)的組合，同時(shí)和功率短期預(yù)測彼此結(jié)合來使精度得到提升。一來，它會(huì)對天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)的預(yù)測數(shù)據(jù)結(jié)果加以利用，從而得出氣溫、風(fēng)向、氣壓、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，二來，根據(jù)風(fēng)機(jī)四周信息把風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂高度風(fēng)向以及風(fēng)速信息等得出，三來，通過風(fēng)機(jī)功率曲線將風(fēng)機(jī)實(shí)際的輸出功率算出。此方法能將惡劣環(huán)境下出現(xiàn)預(yù)測差這一問題解決掉，從而使預(yù)測的精度得到明顯提升。
3.2 無功補(bǔ)償方式 風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行中普遍存在的問題則是電壓穩(wěn)定問題。但對電壓穩(wěn)定形成影響最為關(guān)鍵的因素還是無功率的補(bǔ)償因素，尤其是對異步發(fā)電機(jī)實(shí)行風(fēng)力發(fā)電，因此，如果想要保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性可采取如下對策：
?、俨扇?dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償，例如靜止的補(bǔ)償器SVC等，它可使系統(tǒng)暫態(tài)特性予以改善，進(jìn)而使風(fēng)電場安全容量得以提升。在對SVC容量進(jìn)行選擇之時(shí)，還需與SVC調(diào)節(jié)性、風(fēng)電場容量以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合來確定。②提升電網(wǎng)負(fù)荷功率因素以及加強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也能使風(fēng)電場安全容量以及系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性得到提升。③排除系統(tǒng)故障之后，低電壓自動(dòng)切除的風(fēng)電機(jī)組使電網(wǎng)維持穩(wěn)定最有效的控制方式，但在切除過多之時(shí)，要對電網(wǎng)調(diào)節(jié)控制能力予以考慮。
4 結(jié)語
文章就電力系統(tǒng)受大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)影響的因素進(jìn)行了討論與總結(jié)，通過對這些因素加以了解能確保大型風(fēng)電并網(wǎng)的安全運(yùn)行。對風(fēng)電場并網(wǎng)技術(shù)加以研究，能幫助把風(fēng)電發(fā)展中遇到的問題加以解決，從而對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生一定的推動(dòng)，進(jìn)而滿足國家能源結(jié)構(gòu)變化的需求。
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