隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，風(fēng)電技術(shù)越來(lái)越受到企業(yè)及研究人員的重視，下面小編整理了風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)論文，歡迎閱讀!

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)論文篇一

　　風(fēng)電儲(chǔ)能技術(shù)分析與研究

　　[摘 要]本文首先概述了風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)，然后詳細(xì)闡述了風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)的具體應(yīng)用。隨著我國(guó)對(duì)于能源需要的不斷增大，風(fēng)能的作用也就顯得越來(lái)越重要了。因此，研究風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能技術(shù)就具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

　　[關(guān)鍵詞]風(fēng)力;發(fā)電系統(tǒng);儲(chǔ)能技術(shù);

　　中圖分類(lèi)號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X(2015)15-0376-01

　　一、前言

　　隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，風(fēng)電儲(chǔ)能技術(shù)越來(lái)越受到企業(yè)及研究人員的重視，本文著重就該部分內(nèi)容進(jìn)行了研究。

　　二、風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能概述

　　能源是整個(gè)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展與能源開(kāi)發(fā)利用是息息相關(guān)的，人類(lèi)歷史上每次使經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍都是從新型能源的利用開(kāi)始的。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源的需求量越來(lái)越多，而今使用的傳統(tǒng)化石能源消耗速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自然自身補(bǔ)給速度，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)能源逐漸趨于枯竭，同時(shí)由于能源的不合理開(kāi)法和利用所排放的有害氣體導(dǎo)致環(huán)境破壞日益嚴(yán)重。從社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)看，開(kāi)發(fā)和利用可再生能源替代傳統(tǒng)化石能源是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要發(fā)展方向。因此，世界各國(guó)必須尋求一種可再生能源來(lái)代替日益匱乏的傳統(tǒng)化石能源，在過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì)，儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、無(wú)污染、使用便利的風(fēng)能已經(jīng)受到極大的關(guān)注，并被確認(rèn)為最有前途的替代能源。隨著人類(lèi)對(duì)風(fēng)能的開(kāi)發(fā)和利用，風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)迅速發(fā)展起來(lái)，進(jìn)入 20 世紀(jì)九十年代以來(lái)，世界各國(guó)掀起了風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用的新浪潮，風(fēng)力發(fā)電在全球范圍內(nèi)得到前所未有的發(fā)展。

　　我國(guó)風(fēng)能資源豐富、分布廣泛，主要分布在新疆、內(nèi)蒙古等北部地區(qū)和東部沿海地區(qū)及附近島嶼，這些地區(qū)工業(yè)污染和能源緊缺問(wèn)題也比較嚴(yán)重，風(fēng)電并網(wǎng)的開(kāi)發(fā)利用成為解決這一問(wèn)題的重要策略之一。但是由于風(fēng)能的間歇性和隨機(jī)性，風(fēng)電功率隨著風(fēng)速大小變化而隨機(jī)波動(dòng)，盡管大電網(wǎng)允許一定容量波動(dòng)的風(fēng)電功率并網(wǎng)，一旦超過(guò)一定容量，其功率的波動(dòng)就影響電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，隨之帶來(lái)諧波污染、閃變等影響電能質(zhì)量，為保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和電能質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)性，電網(wǎng)不能接納超過(guò)一定容量的風(fēng)電電能，從而導(dǎo)致無(wú)法并網(wǎng)的風(fēng)電被舍棄，這一狀況嚴(yán)重阻礙了我國(guó)風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展。據(jù)國(guó)家電監(jiān)會(huì)公布的《風(fēng)電、光伏發(fā)電情況監(jiān)管報(bào)告》和電科院關(guān)于電網(wǎng)接納風(fēng)電能力的論證報(bào)告，可知目前我國(guó)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)和電網(wǎng)接納的矛盾日益突出。

　　三、風(fēng)電儲(chǔ)能技術(shù)

　　現(xiàn)有的儲(chǔ)能技術(shù)主要包括物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能等四種類(lèi)型。物理儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等，電磁儲(chǔ)能包括超導(dǎo)磁儲(chǔ)能(SMES)和超級(jí)電容儲(chǔ)能等，化學(xué)儲(chǔ)能包括鉛酸電池、鋰離子電池和鈉硫電池等，相變儲(chǔ)能包括冰蓄冷儲(chǔ)能和相變建筑材料儲(chǔ)能等。各種儲(chǔ)能的功率/能量特性及其適應(yīng)范圍不同。需要說(shuō)明的是，與其他儲(chǔ)能方式相比，相變儲(chǔ)能并非以電能形式釋放存儲(chǔ)的電能，且其功率/能量等級(jí)涉及的因素很復(fù)雜，因而此處不予討論。但是，隨著智能電網(wǎng)的推進(jìn)，其將在需求側(cè)管理(DSM)方面發(fā)揮重要作用。

　　根據(jù)不同儲(chǔ)能方式的能量/功率等級(jí)、響應(yīng)速度、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，其可應(yīng)用于電力系統(tǒng)的削峰填谷、調(diào)頻/調(diào)峰、穩(wěn)定控制、改善電能質(zhì)量乃至緊急備用電源等不同場(chǎng)合。

　　四、風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)的具體應(yīng)用

　　1、利用儲(chǔ)能系統(tǒng)增強(qiáng)風(fēng)電穩(wěn)定性

　　增強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的根本措施是改善系統(tǒng)平衡度，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠快速吸收或釋放有功及無(wú)功功率，改善系統(tǒng)的有功、無(wú)功功率平衡水平，增強(qiáng)穩(wěn)定性。針對(duì)電壓穩(wěn)定性問(wèn)題，儲(chǔ)能系統(tǒng)改善電壓穩(wěn)定性并增加系統(tǒng)的風(fēng)電接入容量問(wèn)題，但該文僅對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)做了理想的假設(shè)，缺乏有效的動(dòng)態(tài)仿真及理論分析。利用超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)增強(qiáng)風(fēng)電穩(wěn)定性的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制策略，結(jié)果顯示，超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)均能有效降低風(fēng)電并網(wǎng)PCC的電壓波動(dòng)，平滑風(fēng)電機(jī)組的有功輸出，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。頻率穩(wěn)定性問(wèn)題的研究主要集中在儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電輸出功率方面。研究表明采用超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)改善頻率穩(wěn)定性問(wèn)題，仿真結(jié)果表明，超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)在文中既定的條件下使得系統(tǒng)的最大頻率偏差從0.369Hz降為0.095Hz，有效改善了系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性，且超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量越大系統(tǒng)頻率偏差越小。

　　2、利用儲(chǔ)能系統(tǒng)增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組LVRT功能在風(fēng)電機(jī)組比例較高的電力系統(tǒng)中，LVRT是影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。通過(guò)對(duì)有、無(wú)LVRT功能的風(fēng)電機(jī)組在故障情況下的電網(wǎng)電壓恢復(fù)情況的比較，結(jié)果顯示，有LVRT功能的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)能夠有效解決風(fēng)電并網(wǎng)所產(chǎn)生的電壓穩(wěn)定性問(wèn)題，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定性的增強(qiáng)。

　　3、利用儲(chǔ)能系統(tǒng)增加風(fēng)電穿透功率極限

　　不同電網(wǎng)，限制WPP水平的主導(dǎo)因素不同，采用的儲(chǔ)能系統(tǒng)也不同。很多研究人員探討了采用飛輪儲(chǔ)能、電池儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)增加WPP的問(wèn)題，結(jié)果表明，這3種儲(chǔ)能系統(tǒng)都能有效增加系統(tǒng)的WPP，并能改善PCC的電壓波動(dòng)性，在冬季大方式和夏季小方式兩種極端工況下，頻率偏移和線路功率約束是限制WPP的主要因素。

　　4、利用儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化風(fēng)電經(jīng)濟(jì)性

　　隨機(jī)波動(dòng)的間歇性風(fēng)電接入電網(wǎng)，將導(dǎo)致系統(tǒng)備用容量增加，系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低。合適的儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠有效解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與風(fēng)電場(chǎng)的雙贏。此外，在電力市場(chǎng)環(huán)境下，風(fēng)電的競(jìng)爭(zhēng)力較差，采用儲(chǔ)能系統(tǒng)配合風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電效益最大化。

　　五、風(fēng)電儲(chǔ)能展望

　　受自然條件限制，可再生能源發(fā)電具有很大的隨機(jī)性，直接并入電網(wǎng)會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成一定的沖擊，增加系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素。因此，通過(guò)研發(fā)高效儲(chǔ)能裝置及其配套設(shè)備，與風(fēng)電、光伏發(fā)電機(jī)組容量相匹配，支持充放電狀態(tài)的迅速切換，確保并網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定已成為可再生能源充分利用的關(guān)鍵。

　　儲(chǔ)能技術(shù)將在平抑、穩(wěn)定風(fēng)能發(fā)電或太陽(yáng)能發(fā)電的輸出功率和提升新能源的利用價(jià)值方面發(fā)揮重要作用。風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電設(shè)備的輸出功率會(huì)隨環(huán)境因素變化，儲(chǔ)能裝置可以及時(shí)地進(jìn)行能量的儲(chǔ)存和釋放，保證供電的持續(xù)性和可靠性。在風(fēng)力發(fā)電中，風(fēng)速的變化會(huì)使原動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率發(fā)生變化，從而使發(fā)電機(jī)輸出功率產(chǎn)生波動(dòng)而使電能質(zhì)量下降。應(yīng)用儲(chǔ)能裝置是改善發(fā)電機(jī)輸出電壓和頻率質(zhì)量的有效途徑，同時(shí)增加了分布式發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的可靠性。分布式發(fā)電系統(tǒng)可以與電網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)向電網(wǎng)的饋電，并可以提供削峰、緊急功率支持等服務(wù)。而一些可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)，受環(huán)境因素的影響較大，因此無(wú)法制訂特定的發(fā)電規(guī)劃。

　　針對(duì)變速風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)了附加頻率控制環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，分別通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子和風(fēng)輪機(jī)的附加控制，使得DFIG對(duì)系統(tǒng)的一次調(diào)頻有所貢獻(xiàn)。針對(duì)這些控制方案將降低風(fēng)電機(jī)組效率的缺陷，采用飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行，通過(guò)對(duì)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電控制，實(shí)現(xiàn)平滑風(fēng)電輸出功率、參與電網(wǎng)頻率控制的雙重目標(biāo)，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了方案的可行性。

　　六、結(jié)束語(yǔ)

　　加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電儲(chǔ)能技術(shù)的研究，可以使風(fēng)電儲(chǔ)能更加完善，使風(fēng)能發(fā)電更加實(shí)用，是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的研究。

　　參考文獻(xiàn)

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