風電技術(shù)論文3000字(2)
風電技術(shù)論文3000字篇二
風電新能源發(fā)展與并網(wǎng)技術(shù)分析評價
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，而這當中又以風能是現(xiàn)如今最為成熟的一項新能源，同時它的發(fā)展速度也非?？欤欢泊嬖谝幌盗袉栴}，從而對輸電網(wǎng)經(jīng)濟與安全運行構(gòu)成一定沖擊。文章就風電能源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了大致分析，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：風電新能源 并網(wǎng)技術(shù) 分析 評價
1 風電新能源特點
1.1 風電場的位置偏遠 因為我國的風資源分布地與負荷中心存在較遠的距離，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)非常薄弱，進而使得電網(wǎng)的輸電能力在某種程度上對風電外送起到限制作用，在對風電進行大規(guī)模開發(fā)的情況下，還需建設(shè)配套風電送出工程，同時還應(yīng)對電網(wǎng)建設(shè)予以加強。
1.2 風能能量的儲存非常小 因為風能的蓄電成本相較于發(fā)電的成本更高，使得整個電網(wǎng)欠缺蓄電能力，一般而言會經(jīng)由輸出電量調(diào)節(jié)收納電量。
1.3 風能能量密度小 在發(fā)電容量相等的情況下，所需風力發(fā)電機風輪的尺寸比水輪機要大幾十倍。
1.4 風能穩(wěn)定性差 由于風能是過程性的能源，風向和風速會時常發(fā)生改變，風力發(fā)電機很難對其進行控制和調(diào)節(jié)，所以風電機組形成的電能也是隨機變化和波動的。
1.5 風輪機的效率低下 按照理論而言，風輪機的最大效率大概在百分之六十左右，但事實上其實際效率更低。統(tǒng)計表明，垂直軸風輪機其最大效率處于百分之三十到四十之間，而水平軸風輪機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 由于風能不可控，因此不能根據(jù)負荷的大小來對風力發(fā)電進行調(diào)度，從而給電網(wǎng)調(diào)度造成壓力。再加上，絕大多數(shù)的風電機組都是無人看守的。
2 電網(wǎng)受風電發(fā)展的影響
2.1 影響電能質(zhì)量 以前風電單機容量很小，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)電機用以和配電網(wǎng)直接相連。但由于風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、風速擾動、發(fā)電機開斷的狀況下，系統(tǒng)頻率與電壓極易產(chǎn)生大幅度波動。
2.2.1 電壓穩(wěn)定性 當電力系統(tǒng)里面有大量風電場被接入之時，導(dǎo)致電壓出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況最主要的原因就在于風電場需要無功功率。目前，絕大部分風力發(fā)電會采用異步發(fā)電機，同時由外部系統(tǒng)為之提供無功功率支撐。而在風電場容量比較大，而無功功率呈現(xiàn)控制力不足的狀況之時，容易對電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
一方面，風電場的有功功率使負荷極限功率增大，從而使靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性得到加強;二來，無功功率需求又會導(dǎo)致負荷極限功率下降，進而使靜態(tài)電壓穩(wěn)定性能降低。由于大部分風電場都會采用異步發(fā)電機，因此當在電網(wǎng)里面注入功率時，變速恒頻風電系統(tǒng)會由電網(wǎng)內(nèi)部來對無功功率進行吸收，所以風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電場并網(wǎng)可以讓系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性增強。也就是說，風電并網(wǎng)會對電網(wǎng)靜態(tài)電壓形成雙重影響，這與風力發(fā)電機的運行點還有著密切的關(guān)系。
2.2.2 頻率的穩(wěn)定性 事實上，系統(tǒng)頻率受風電場的影響最主要由系統(tǒng)容量里面風電場所占比例來決定。在系統(tǒng)風電容量占據(jù)較大比例之時，其輸出功率的波動性會對電網(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)中其他機組頻率具備很強的響應(yīng)能力，能展開相應(yīng)的跟蹤調(diào)節(jié)，從而對頻率的波動形成抑制作用。由于風電不穩(wěn)定，在風電失去出力之后，便會造成電網(wǎng)頻率減小，尤其是當風電占據(jù)較大比重之時，會對系統(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)度運行形勢和提升系統(tǒng)備用容量。因為大型電網(wǎng)其調(diào)節(jié)能力與備用容量非常充足，無需考慮風電進入影響頻率穩(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 由于風能存在不可控的性質(zhì)，因而不能對其進行可靠的預(yù)測。在風電場并網(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行風電調(diào)峰，但要是用于風電調(diào)峰容量很有限，便會對風電場的實際運行起到限制作用，在電網(wǎng)不能將風電場功率波動予以完全平衡之時，一定要對風力發(fā)電的注入電網(wǎng)功率進行限制。所以，在對發(fā)電計劃進行安排實施，一定要對系統(tǒng)的調(diào)頻與調(diào)峰進行分析，此時系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用除了需要與調(diào)頻、調(diào)峰彼此相符以外，還需和風電機組出力波動對負荷平衡構(gòu)成影響相符。
風電場建設(shè)不但與發(fā)電機組類型、裝機容量、布置有關(guān)，還與電網(wǎng)規(guī)劃以及風電傳輸?shù)葐栴}相關(guān)。在將風電場引入之后，由于風電存在隨機性和不確定性，不但會使運行成本和電網(wǎng)投資產(chǎn)生改變，同時還會造成供需平衡關(guān)系產(chǎn)生改變。風電利用的小時數(shù)較為低，通常情況下，一個好機組可達到大約每年二千五百小時，因此相比于火電電網(wǎng)的投資效益，效益更好的是風電投資。因為風電具備間隙性的特點，從而形成超出范圍的危害，還有就是風電最優(yōu)裝機比例問題等。所以，一定要對接入電網(wǎng)之后的風電場進行規(guī)劃，也就是風電場建設(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 風電并網(wǎng)性能的改善對策
3.1 預(yù)測風力發(fā)電的功率 將風電轉(zhuǎn)變成可調(diào)度電源最為關(guān)鍵性的技術(shù)預(yù)測風力發(fā)電量。最近幾年的研究顯示，需要將多個數(shù)字天氣預(yù)報的模型進行相應(yīng)的組合，同時和功率短期預(yù)測彼此結(jié)合來使精度得到提升。一來，它會對天氣預(yù)報系統(tǒng)的預(yù)測數(shù)據(jù)結(jié)果加以利用，從而得出氣溫、風向、氣壓、風速等數(shù)據(jù)，二來，根據(jù)風機四周信息把風力發(fā)電機組的輪轂高度風向以及風速信息等得出，三來，通過風機功率曲線將風機實際的輸出功率算出。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 無功補償方式 風電并網(wǎng)運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償因素，尤其是對異步發(fā)電機實行風力發(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：
?、俨扇討B(tài)的無功補償，例如靜止的補償器SVC等，它可使系統(tǒng)暫態(tài)特性予以改善，進而使風電場安全容量得以提升。在對SVC容量進行選擇之時，還需與SVC調(diào)節(jié)性、風電場容量以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合來確定。②提升電網(wǎng)負荷功率因素以及加強電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也能使風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，低電壓自動切除的風電機組使電網(wǎng)維持穩(wěn)定最有效的控制方式，但在切除過多之時，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)模風電并網(wǎng)影響的因素進行了討論與總結(jié)，通過對這些因素加以了解能確保大型風電并網(wǎng)的安全運行。對風電場并網(wǎng)技術(shù)加以研究，能幫助把風電發(fā)展中遇到的問題加以解決，從而對風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生一定的推動，進而滿足國家能源結(jié)構(gòu)變化的需求。
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