風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)論文

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

　　風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)論文篇一

　　風(fēng)電儲能技術(shù)分析與研究

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

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

　　中圖分類號：TM614 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X(2015)15-0376-01

　　一、前言

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

　　二、風(fēng)力發(fā)電儲能概述

　　能源是整個世界經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)，人類社會的發(fā)展與能源開發(fā)利用是息息相關(guān)的，人類歷史上每次使經(jīng)濟產(chǎn)生質(zhì)的飛躍都是從新型能源的利用開始的。經(jīng)濟的發(fā)展對能源的需求量越來越多，而今使用的傳統(tǒng)化石能源消耗速度遠遠大于自然自身補給速度，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)能源逐漸趨于枯竭，同時由于能源的不合理開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。從社會的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略來看，開發(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，世界各國必須尋求一種可再生能源來代替日益匱乏的傳統(tǒng)化石能源，在過去的半個多世紀(jì)，儲量豐富、分布廣泛、無污染、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。隨著人類對風(fēng)能的開發(fā)和利用，風(fēng)力發(fā)電市場迅速發(fā)展起來，進入 20 世紀(jì)九十年代以來，世界各國掀起了風(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)污染和能源緊缺問題也比較嚴(yán)重，風(fēng)電并網(wǎng)的開發(fā)利用成為解決這一問題的重要策略之一。但是由于風(fēng)能的間歇性和隨機性，風(fēng)電功率隨著風(fēng)速大小變化而隨機波動，盡管大電網(wǎng)允許一定容量波動的風(fēng)電功率并網(wǎng)，一旦超過一定容量，其功率的波動就影響電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，隨之帶來諧波污染、閃變等影響電能質(zhì)量，為保證電網(wǎng)運行的可靠性和電能質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)性，電網(wǎng)不能接納超過一定容量的風(fēng)電電能，從而導(dǎo)致無法并網(wǎng)的風(fēng)電被舍棄，這一狀況嚴(yán)重阻礙了我國風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展。據(jù)國家電監(jiān)會公布的《風(fēng)電、光伏發(fā)電情況監(jiān)管報告》和電科院關(guān)于電網(wǎng)接納風(fēng)電能力的論證報告，可知目前我國大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)和電網(wǎng)接納的矛盾日益突出。

　　三、風(fēng)電儲能技術(shù)

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

　　根據(jù)不同儲能方式的能量/功率等級、響應(yīng)速度、經(jīng)濟性等特點，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合。

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

　　1、利用儲能系統(tǒng)增強風(fēng)電穩(wěn)定性

　　增強電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的根本措施是改善系統(tǒng)平衡度，儲能系統(tǒng)能夠快速吸收或釋放有功及無功功率，改善系統(tǒng)的有功、無功功率平衡水平，增強穩(wěn)定性。針對電壓穩(wěn)定性問題，儲能系統(tǒng)改善電壓穩(wěn)定性并增加系統(tǒng)的風(fēng)電接入容量問題，但該文僅對儲能系統(tǒng)做了理想的假設(shè)，缺乏有效的動態(tài)仿真及理論分析。利用超導(dǎo)儲能和超級電容儲能系統(tǒng)增強風(fēng)電穩(wěn)定性的問題，設(shè)計了相應(yīng)的控制策略，結(jié)果顯示，超導(dǎo)儲能和超級電容儲能系統(tǒng)均能有效降低風(fēng)電并網(wǎng)PCC的電壓波動，平滑風(fēng)電機組的有功輸出，增強系統(tǒng)穩(wěn)定性。頻率穩(wěn)定性問題的研究主要集中在儲能系統(tǒng)平滑風(fēng)電輸出功率方面。研究表明采用超導(dǎo)儲能系統(tǒng)改善頻率穩(wěn)定性問題，仿真結(jié)果表明，超導(dǎo)儲能系統(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)儲能系統(tǒng)容量越大系統(tǒng)頻率偏差越小。

　　2、利用儲能系統(tǒng)增強風(fēng)電機組LVRT功能在風(fēng)電機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。通過對有、無LVRT功能的風(fēng)電機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)定性問題，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定性的增強。

　　3、利用儲能系統(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，采用的儲能系統(tǒng)也不同。很多研究人員探討了采用飛輪儲能、電池儲能和超導(dǎo)儲能系統(tǒng)增加WPP的問題，結(jié)果表明，這3種儲能系統(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、利用儲能系統(tǒng)優(yōu)化風(fēng)電經(jīng)濟性

　　隨機波動的間歇性風(fēng)電接入電網(wǎng)，將導(dǎo)致系統(tǒng)備用容量增加，系統(tǒng)運行經(jīng)濟性降低。合適的儲能系統(tǒng)能夠有效解決這一問題，實現(xiàn)電網(wǎng)與風(fēng)電場的雙贏。此外，在電力市場環(huán)境下，風(fēng)電的競爭力較差，采用儲能系統(tǒng)配合風(fēng)電場運行，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電效益最大化。

　　五、風(fēng)電儲能展望

　　受自然條件限制，可再生能源發(fā)電具有很大的隨機性，直接并入電網(wǎng)會對系統(tǒng)造成一定的沖擊，增加系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素。因此，通過研發(fā)高效儲能裝置及其配套設(shè)備，與風(fēng)電、光伏發(fā)電機組容量相匹配，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。

　　儲能技術(shù)將在平抑、穩(wěn)定風(fēng)能發(fā)電或太陽能發(fā)電的輸出功率和提升新能源的利用價值方面發(fā)揮重要作用。風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電設(shè)備的輸出功率會隨環(huán)境因素變化，儲能裝置可以及時地進行能量的儲存和釋放，保證供電的持續(xù)性和可靠性。在風(fēng)力發(fā)電中，風(fēng)速的變化會使原動機輸出機械功率發(fā)生變化，從而使發(fā)電機輸出功率產(chǎn)生波動而使電能質(zhì)量下降。應(yīng)用儲能裝置是改善發(fā)電機輸出電壓和頻率質(zhì)量的有效途徑，同時增加了分布式發(fā)電機組與電網(wǎng)并網(wǎng)運行時的可靠性。分布式發(fā)電系統(tǒng)可以與電網(wǎng)連接，實現(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，因此無法制訂特定的發(fā)電規(guī)劃。

　　針對變速風(fēng)電機組設(shè)計了附加頻率控制環(huán)節(jié)進行研究，分別通過對轉(zhuǎn)子和風(fēng)輪機的附加控制，使得DFIG對系統(tǒng)的一次調(diào)頻有所貢獻。針對這些控制方案將降低風(fēng)電機組效率的缺陷，采用飛輪儲能系統(tǒng)輔助風(fēng)電機組運行，通過對飛輪儲能系統(tǒng)的充放電控制，實現(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)，并通過仿真驗證了方案的可行性。

　　六、結(jié)束語

　　加強對風(fēng)電儲能技術(shù)的研究，可以使風(fēng)電儲能更加完善，使風(fēng)能發(fā)電更加實用，是非常具有現(xiàn)實意義的研究。

　　參考文獻

　　[1] 王濤.淺析風(fēng)電儲能技術(shù)[J].清潔能源.2013(3)：166-168.

　　[2] 盛文仲.淺談風(fēng)電儲能技術(shù)[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2012(3)：16-18.

　　[3] 王文鵬.風(fēng)電儲能技術(shù)分析[J].電網(wǎng)與清潔能源.2013(6)：66-69.

點擊下頁還有更多>>>風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)論文