风力发电的并网技术.ppt

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1、风力发电及其并网技术PART1风力发电概况风力发电作为一种清洁可再生能源，最近20年在世界范围内迅猛发展欧盟目标在2020年风电占整个能源的比例达到20%，还需新增风电装机容量100-200GW。美国能源目标是在2030年通过发展风力发电增加20%，这样也需要新增装机容量300GW。在我国从2004年开始，并网型风力发电进入了一个高速发展阶段，2010年，风电装机容量达到41GW，计划在2020年达到100GW。风力发电概况风力发电概况在过去几年中，尽管海上风电提速，但是陆上风电仍然是风电开发的重点，占全部风电装机的98%以上，海上风电仅占1.3%左右。风机的大型化倾

2、向抬头，世界前十名企业都在大力研发5MW以上的风机，10MW的风机预计会在2015之前下线。从技术路线发展趋势来看，大型化促使了直驱技术的发展。风力发电概况我国风电发展状况风力发电概况全球风电累计装机前十名的国家风力发电概况欧洲最新开发的风力发电机风力发电概况风力发电机组发展趋势风力发电开发的背景和意义PART2风力发电开发的背景和意义风力发电是电力可持续发展的最佳战略。技术创新使风电技术日益成熟，具有强大的市场竞争能力。风力发电技术的推广能减少资源消耗和环境污染,减少温室气体等有害气体的排放,缓解全球变暖,保护环境，有着巨大的社会效益和经济效益。风力发电开发的背景和

3、意义我国拥有丰富的陆上与海上风能资源，适宜大规模开发风力发电。国家发改委2009年3月公布的“关于组织实施可再生能源和新能源高技术产业化专项的公告”中明确指出风力发电是“可再生能源和新能源高技术产业化专项重点领域”我国风能资源主要集中在“三北”地区，大多远离负荷中心。我国积极推进大基地大电网的风电开发模式，一批百万千万级、千万千万级风电基地正在规划风力发电开发的背景和意义风力发电机的主要类型PART3风力发电机的主要类型风力发电机机型概述双速异步风力发电机单速异步风力发电机定桨定速型发电机组变桨变速型发电机组异步发电方式双馈发电方式同步发电方式直驱型风电机组半直驱型风

4、电机组多发电机型机组风力发电机的主要类型1、定速型风力发电系统双速异步风力发电机4极/6极600KW/125KW单速异步风力发电机4极750、800、850、1300KW特点：结构简单，并网方便；功率因数低，捕捉风能效果较差风力发电机的主要类型2、变速型风力发电系统风力发电机的主要类型2.1直驱型变速风力发电系统励磁型全功率直驱风力发电系统永磁型全功率直驱风力发电系统无齿轮增速，便于维护，故障率低；但是电机体积庞大风力发电机的主要类型直驱型风电机组：永磁或电励磁多极同步发电机直驱型风电机组装置风力发电机的主要类型2.2多级增速型变速风力发电系统通过齿轮增速，电机体积小

5、；增加系统维护和故障率。典型的机型是双馈风力发电机风力发电机的主要类型双馈风力发电机系统结构图风力发电机的主要类型2.3半直驱型变速风力发电系统通过1级齿轮增速，电机体积较小；降低系统维护和故障率，是折中方案。风力发电机的主要类型一级行星齿轮箱9：1发电机转速：190rpm；极数：72极。风力发电机的主要类型６个500ＫＷ325rpm永磁同步发电机叶片通过紧耦合主轴和单级多输出轴齿轮箱，驱动多个中速永磁发电机;每个发电机有独立的变频器，输出通过直流母线连接在一起，再通过网侧逆变装置连接到电网2.4多发电机型机组风力发电机的控制PART4风力发电机的控制变速恒频风力发电

6、系统的特点是风力机和发电机的转速可在很大范围内变化而不影响输出电能的频率。可以通过适当的控制，使风力机的转速可变，使风力机的尖速比处于或接近于最佳值，从而最大限度的利用风能。风力机的输出功率与发电机转速的关系图风力发电机的控制变速恒频风力发电机组的运行分三个阶段：(1)起动阶段。发电机转速从静止上升到切入速度。在切入速度以下，发电机并没有工作，机组在风力作用下作机械转动不涉及发电机变速的控制。(2)在变速运行阶段。发电机转速被控制以跟踪风速的变化，从而获取最大的能量。(3)功率恒定阶段。在额定风速以上，风力发电机组的机械和电气极限要求转子速度和输出功率维持在限定值以下

7、。风力发电机的控制直驱式永磁同步风力发电机组的主控制框图风力发电机的控制永磁直驱式同步风力发电机常采用全功率变流装置并网，全功率变流装置采用交-直-交变频系统，使发电机组工作频率与电网频率相互独立。能量全部通过变流器传输至电网。风力发电机的控制在直驱式永磁同步全功率变流器中，机侧变流器常采用转子磁场定向矢量控制策略，实现发电机的转矩电流与励磁电流独立控制，转矩指令由主控系统发出。风力发电机的控制直驱式永磁同步风力发电机网侧变流器常采用电网电压定向矢量控制策略，实现有功无功的解耦控制，同时另有直流侧母线电压控制来实现直流环节电压的恒定。风力发电机的控制