风力发电并网课件.ppt

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1、风力发电技术一，风力发电系统的优势，现状及前景二，风力发电系统的原理方法及分类三，风力发电并网简介风力发电系统的优势，现状及前景1，风力发电的优势a，安全、清结、无污染--基本不破坏人类的生活环境，同时缓解诸如传统能源日益紧缺等问题风力发电使人类向文明又迈进了一步。b，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。c，我国风力资源丰富，具

2、有开发风力发电的巨大潜力；d，可再生，清洁无污染。常规的石化能源是有限的，而风能几乎是取之不尽，用之不竭。e，建设工期短，自动化程度高。风力发电机组及其辅助设备具有模块化的特点，设计和安装简单，单台风力发电机组的运输和安装时间仅需几个星期，可多台同时安装，互不干扰，且安装一台即可投产一台。f,技术逐渐成熟，发电成本降低。据欧洲风能协会2004年统计[8]，风力发电机组单位kW的造价已经降到900欧元，单位发电成本为3～5欧分/kWh。2，风力发电的现状利用风能发电始于19世纪末，到上世纪80年代通过建立大型风力发电场来大规模利用风能，风

3、力发电运行技术及并网研究也得到较大发展。自90年代以来，风力发电容量以每年平均22%的速度增长，近五年的增长速度为35%~50%，在各种发电方式中风力发电量增长速度居于首位。下图是世界风力发电装机总容量的发展趋势图，可以看出，风力发电装机总容量在1999年后上升很快，总装机容量每年都在20%以上的速度增长，2004年年底达47.317GW。世界风力发电装机总容量的发展趋势图与此同时，风力发电在全球总发电量中所占的份额也在不断增加，欧洲风能协会制定的风能发展计划中预计到2020年风力发电占到全球发电总量的11.81%。风力发电在一些风能资

4、源利用较好的国家，如丹麦和德国，已经占到总发电量的10％和5.3％。2002年，欧洲风力发电已占总发电量的2%。到2002年底，全世界并网运行的风力发电装机容量达到31127MW，2003年已达到全球发电总量的0.49%。3，风力发电系统的发展随着科技的发展及电力电子技术的房展和现代控制技术的引入，人们对风力发电系统存在的问题提出了很多改进方法，将模糊控制理论，变结构控制与鲁棒控制，自适应PID控制，神经网络理论等各种各样的控制理论引入了风力发电系统，从而大大优化了发电机组的性能。而随着并网机组需求持续增长，生产量上升，机组更新换代，单

5、机容量提高，机组性能优化，故障降低，生产成本会越来越低，风电必将具备与常规能源竞争的能力。风力发电系统的原理方法及分类风力发电的利用方式主要有二：一类是独立运行的供电系统，单机容量一般为0.1~10KW；另一类是作为常规电网电源，商业化机组单机容量主要为150~2000Kw,其中，大功率风电机组并网发电是高效大规模利用风能最经济的方式，已成为当今世界风力利用的主要形式。风力发电流程是：自然风吹转叶轮，带动轮毂转动，将风能转变为机械能，然后通过传动结构将机械能送至发电机转子，带动转子旋转发电，实现由机械能向电能的转换，最后风力发电场将电能

6、通过区域变电站注入电网。其能量转换过程是：风能—>机械能—>电能。就目前应用范围来讲，风力发电机组一般按调节方式和运行方式可以分为恒速恒频、变速恒频两种类型。恒速恒频风力发电机组在额定转速附近运行，滑差变化范围很小，发电机输出频率变化也很小，所以称为恒速恒频风力发电机组。变速恒频方式通过控制发电机的转速，能使风力机的叶尖速比(tipspeedratio)接近最佳值，从而最大限度的利用风能，提高风力机的运行效率。恒速恒频和变速恒频风力发电系统的基本结构如下图单就风力机的调节方式而言，风力发电系统又分为:定桨距失速调节型和变桨距调节型两种。

7、定桨距变桨距定桨距风力机与变桨距风力机输出功率曲线常用的几种风力发电类型1.恒速恒频定桨距失速型限制速度的方法：定桨距是指叶片被固定安装在轮毅上，其桨距角(叶片上某一点的弦线与转子平面间的夹角)固定不变，失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性(当风速高于额定值时，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，以达到限制转速和输出功率的目的)。恒速恒频定桨距型的工作状态1，待机：风速高于3m/s，但不足以将风电机组拖动到切入的转速，此时风力机处于自由转动状态2，发电并网：当风速继续升高，达到4m／s时，风电机组起动到某一设定转

8、速，此时发电机按控制程序被自动地联入电网3，停机状态：风速进一步升高，超过风电机组安全运行的风速范围，则达发电机脱网，执行停机动作。从定桨距失速型风电机组的功率曲线图中，我们可以看到，定桨距风力发电机组在风