風(fēng)電技術(shù)論文3000字(2)
風(fēng)電技術(shù)論文3000字篇二
風(fēng)電新能源發(fā)展與并網(wǎng)技術(shù)分析評(píng)價(jià)
摘要:伴隨環(huán)保呼聲的增高以及能源局勢(shì)的愈發(fā)緊張,全世界都開始對(duì)再生能源的利用和開發(fā)予以高度重視,而這當(dāng)中又以風(fēng)能是現(xiàn)如今最為成熟的一項(xiàng)新能源,同時(shí)它的發(fā)展速度也非???,然而它也存在一系列問(wèn)題,從而對(duì)輸電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)與安全運(yùn)行構(gòu)成一定沖擊。文章就風(fēng)電能源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了大致分析,并對(duì)其發(fā)展技術(shù)、發(fā)展的趨勢(shì)展開了綜合評(píng)述。
關(guān)鍵詞:風(fēng)電新能源 并網(wǎng)技術(shù) 分析 評(píng)價(jià)
1 風(fēng)電新能源特點(diǎn)
1.1 風(fēng)電場(chǎng)的位置偏遠(yuǎn) 因?yàn)槲覈?guó)的風(fēng)資源分布地與負(fù)荷中心存在較遠(yuǎn)的距離,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)非常薄弱,進(jìn)而使得電網(wǎng)的輸電能力在某種程度上對(duì)風(fēng)電外送起到限制作用,在對(duì)風(fēng)電進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)的情況下,還需建設(shè)配套風(fēng)電送出工程,同時(shí)還應(yīng)對(duì)電網(wǎng)建設(shè)予以加強(qiáng)。
1.2 風(fēng)能能量的儲(chǔ)存非常小 因?yàn)轱L(fēng)能的蓄電成本相較于發(fā)電的成本更高,使得整個(gè)電網(wǎng)欠缺蓄電能力,一般而言會(huì)經(jīng)由輸出電量調(diào)節(jié)收納電量。
1.3 風(fēng)能能量密度小 在發(fā)電容量相等的情況下,所需風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的尺寸比水輪機(jī)要大幾十倍。
1.4 風(fēng)能穩(wěn)定性差 由于風(fēng)能是過(guò)程性的能源,風(fēng)向和風(fēng)速會(huì)時(shí)常發(fā)生改變,風(fēng)力發(fā)電機(jī)很難對(duì)其進(jìn)行控制和調(diào)節(jié),所以風(fēng)電機(jī)組形成的電能也是隨機(jī)變化和波動(dòng)的。
1.5 風(fēng)輪機(jī)的效率低下 按照理論而言,風(fēng)輪機(jī)的最大效率大概在百分之六十左右,但事實(shí)上其實(shí)際效率更低。統(tǒng)計(jì)表明,垂直軸風(fēng)輪機(jī)其最大效率處于百分之三十到四十之間,而水平軸風(fēng)輪機(jī)的最大效率則位于百分之二十到五十之間。
1.6 電網(wǎng)無(wú)法調(diào)度 由于風(fēng)能不可控,因此不能根據(jù)負(fù)荷的大小來(lái)對(duì)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)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(fēng)電機(jī)組都是無(wú)人看守的。
2 電網(wǎng)受風(fēng)電發(fā)展的影響
2.1 影響電能質(zhì)量 以前風(fēng)電單機(jī)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(jiǎn)單的異步發(fā)電機(jī)用以和配電網(wǎng)直接相連。但由于風(fēng)電場(chǎng)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(fēng)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(fēng)速擾動(dòng)、發(fā)電機(jī)開斷的狀況下,系統(tǒng)頻率與電壓極易產(chǎn)生大幅度波動(dòng)。
2.2.1 電壓穩(wěn)定性 當(dāng)電力系統(tǒng)里面有大量風(fēng)電場(chǎng)被接入之時(shí),導(dǎo)致電壓出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況最主要的原因就在于風(fēng)電場(chǎng)需要無(wú)功功率。目前,絕大部分風(fēng)力發(fā)電會(huì)采用異步發(fā)電機(jī),同時(shí)由外部系統(tǒng)為之提供無(wú)功功率支撐。而在風(fēng)電場(chǎng)容量比較大,而無(wú)功功率呈現(xiàn)控制力不足的狀況之時(shí),容易對(duì)電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
一方面,風(fēng)電場(chǎng)的有功功率使負(fù)荷極限功率增大,從而使靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性得到加強(qiáng);二來(lái),無(wú)功功率需求又會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷極限功率下降,進(jìn)而使靜態(tài)電壓穩(wěn)定性能降低。由于大部分風(fēng)電場(chǎng)都會(huì)采用異步發(fā)電機(jī),因此當(dāng)在電網(wǎng)里面注入功率時(shí),變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)會(huì)由電網(wǎng)內(nèi)部來(lái)對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行吸收,所以風(fēng)電場(chǎng)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(wú)功功率非常多,那么也可將之視為風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)可以讓系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性增強(qiáng)。也就是說(shuō),風(fēng)電并網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)靜態(tài)電壓形成雙重影響,這與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)還有著密切的關(guān)系。
2.2.2 頻率的穩(wěn)定性 事實(shí)上,系統(tǒng)頻率受風(fēng)電場(chǎng)的影響最主要由系統(tǒng)容量里面風(fēng)電場(chǎng)所占比例來(lái)決定。在系統(tǒng)風(fēng)電容量占據(jù)較大比例之時(shí),其輸出功率的波動(dòng)性會(huì)對(duì)電網(wǎng)頻率產(chǎn)生一定的影響,對(duì)電網(wǎng)電能的質(zhì)量形成一定影響。如此一來(lái),便需電網(wǎng)中其他機(jī)組頻率具備很強(qiáng)的響應(yīng)能力,能展開相應(yīng)的跟蹤調(diào)節(jié),從而對(duì)頻率的波動(dòng)形成抑制作用。由于風(fēng)電不穩(wěn)定,在風(fēng)電失去出力之后,便會(huì)造成電網(wǎng)頻率減小,尤其是當(dāng)風(fēng)電占據(jù)較大比重之時(shí),會(huì)對(duì)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(yùn)行形勢(shì)和提升系統(tǒng)備用容量。因?yàn)榇笮碗娋W(wǎng)其調(diào)節(jié)能力與備用容量非常充足,無(wú)需考慮風(fēng)電進(jìn)入影響頻率穩(wěn)定性。但對(duì)小型電網(wǎng)來(lái)說(shuō),便不能不考慮風(fēng)電對(duì)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(fēng)能存在不可控的性質(zhì),因而不能對(duì)其進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)。在風(fēng)電場(chǎng)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(lái)進(jìn)行風(fēng)電調(diào)峰,但要是用于風(fēng)電調(diào)峰容量很有限,便會(huì)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行起到限制作用,在電網(wǎng)不能將風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)予以完全平衡之時(shí),一定要對(duì)風(fēng)力發(fā)電的注入電網(wǎng)功率進(jìn)行限制。所以,在對(duì)發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行安排實(shí)施,一定要對(duì)系統(tǒng)的調(diào)頻與調(diào)峰進(jìn)行分析,此時(shí)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(fēng)電機(jī)組出力波動(dòng)對(duì)負(fù)荷平衡構(gòu)成影響相符。
風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)不但與發(fā)電機(jī)組類型、裝機(jī)容量、布置有關(guān),還與電網(wǎng)規(guī)劃以及風(fēng)電傳輸?shù)葐?wèn)題相關(guān)。在將風(fēng)電場(chǎng)引入之后,由于風(fēng)電存在隨機(jī)性和不確定性,不但會(huì)使運(yùn)行成本和電網(wǎng)投資產(chǎn)生改變,同時(shí)還會(huì)造成供需平衡關(guān)系產(chǎn)生改變。風(fēng)電利用的小時(shí)數(shù)較為低,通常情況下,一個(gè)好機(jī)組可達(dá)到大約每年二千五百小時(shí),因此相比于火電電網(wǎng)的投資效益,效益更好的是風(fēng)電投資。因?yàn)轱L(fēng)電具備間隙性的特點(diǎn),從而形成超出范圍的危害,還有就是風(fēng)電最優(yōu)裝機(jī)比例問(wèn)題等。所以,一定要對(duì)接入電網(wǎng)之后的風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行規(guī)劃,也就是風(fēng)電場(chǎng)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(fēng)電并網(wǎng)性能的改善對(duì)策
3.1 預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電的功率 將風(fēng)電轉(zhuǎn)變成可調(diào)度電源最為關(guān)鍵性的技術(shù)預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電量。最近幾年的研究顯示,需要將多個(gè)數(shù)字天氣預(yù)報(bào)的模型進(jìn)行相應(yīng)的組合,同時(shí)和功率短期預(yù)測(cè)彼此結(jié)合來(lái)使精度得到提升。一來(lái),它會(huì)對(duì)天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果加以利用,從而得出氣溫、風(fēng)向、氣壓、風(fēng)速等數(shù)據(jù),二來(lái),根據(jù)風(fēng)機(jī)四周信息把風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂高度風(fēng)向以及風(fēng)速信息等得出,三來(lái),通過(guò)風(fēng)機(jī)功率曲線將風(fēng)機(jī)實(shí)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(cè)差這一問(wèn)題解決掉,從而使預(yù)測(cè)的精度得到明顯提升。
3.2 無(wú)功補(bǔ)償方式 風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行中普遍存在的問(wèn)題則是電壓穩(wěn)定問(wèn)題。但對(duì)電壓穩(wěn)定形成影響最為關(guān)鍵的因素還是無(wú)功率的補(bǔ)償因素,尤其是對(duì)異步發(fā)電機(jī)實(shí)行風(fēng)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(duì)策:
?、俨扇?dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償,例如靜止的補(bǔ)償器SVC等,它可使系統(tǒng)暫態(tài)特性予以改善,進(jìn)而使風(fēng)電場(chǎng)安全容量得以提升。在對(duì)SVC容量進(jìn)行選擇之時(shí),還需與SVC調(diào)節(jié)性、風(fēng)電場(chǎng)容量以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合來(lái)確定。②提升電網(wǎng)負(fù)荷功率因素以及加強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也能使風(fēng)電場(chǎng)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(dòng)切除的風(fēng)電機(jī)組使電網(wǎng)維持穩(wěn)定最有效的控制方式,但在切除過(guò)多之時(shí),要對(duì)電網(wǎng)調(diào)節(jié)控制能力予以考慮。
4 結(jié)語(yǔ)
文章就電力系統(tǒng)受大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)影響的因素進(jìn)行了討論與總結(jié),通過(guò)對(duì)這些因素加以了解能確保大型風(fēng)電并網(wǎng)的安全運(yùn)行。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)技術(shù)加以研究,能幫助把風(fēng)電發(fā)展中遇到的問(wèn)題加以解決,從而對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生一定的推動(dòng),進(jìn)而滿足國(guó)家能源結(jié)構(gòu)變化的需求。
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