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風力發(fā)電控制系統(tǒng)設計篇一
2.控制器：通常風力發(fā)電機發(fā)出的電為不穩(wěn)定三相交流電，如果直接使用會造成用電器的損壞，控制器的作用除了把風力發(fā)電機發(fā)出的不穩(wěn)定三相電通過整流輸出可以給蓄電池充電的直流電，同時控制器也實時檢測風力發(fā)電機與蓄電池的電壓，避免風力發(fā)電機在大風時電壓過高導致?lián)p壞，也防止蓄電池由于過充導致?lián)p壞。
3.蓄電池：儲存風力發(fā)電機發(fā)出的電力以便在需要時使用。
4.逆變器：把蓄電池里的直流電轉(zhuǎn)換成交流電供給交流負載使用。（直流負載不需要逆變器，可以直接接蓄電池使用）
5.塔架：幫助支撐及固定風力發(fā)電機到地面或任何足夠牢固能安裝風力發(fā)電機的介質(zhì)。
6.太陽能板（選配）：由于風力資源屬于不穩(wěn)定的自然資源，在部分地區(qū)單單依靠風能發(fā)電不能完全滿足客戶的用電需求。此時客戶可以按照需求結合太陽能發(fā)電，把系統(tǒng)打造成風光互補系統(tǒng)，科學使用各種自然資源有效增加系統(tǒng)發(fā)電量。
風力發(fā)電控制系統(tǒng)設計篇二
風力發(fā)電
風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們感興趣的是如何利用風來發(fā)電。風是一種潛力很大的新能源，十八世紀初風力發(fā)電圖，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。人估計過，地球上可用來發(fā)電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國內(nèi)外都很重視利用風力來發(fā)電，開發(fā)新能源。利用風力發(fā)電的嘗試，早在二十世紀初就已經(jīng)開始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國應用航空工業(yè)的旋翼技術，成功地研制了一些小型風力發(fā)電裝置。這種小型風力發(fā)電機，廣泛在多風的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用，它所獲得的電力成本比小型內(nèi)燃機的發(fā)電成本低得多。不過，當時的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下
風力發(fā)電所需要的裝置，稱作風力發(fā)電機組。這種風力發(fā)電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發(fā)電機和鐵塔三部分。
優(yōu)點
1、清潔，環(huán)境效益好；
2、可再生，永不枯竭；
3、基建周期短；
4、裝機規(guī)模靈活。
缺點
1、噪聲，視覺污染；
2、占用大片土地；
3、不穩(wěn)定，不可控；
4、目前成本仍然很高。
5、影響鳥類。
風力發(fā)電控制系統(tǒng)設計篇三
風力發(fā)電機原理
是將風能轉(zhuǎn)換為機械功的動力機械，又稱風車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動機。風力發(fā)電利用的是自然能源。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應急來用的話，還是不如柴油發(fā)電機。風力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。力發(fā)電的原理:是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。
現(xiàn)狀:風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國風能資源十分豐富，我國也在西部地區(qū)大力提倡,管理滯后影響風電“進步”首先，我國對風能資源的普查、評價、規(guī)劃管理嚴重滯后，資源分散，缺少整合，沒有形成全國統(tǒng)一的國家級風電產(chǎn)業(yè)研機機構，缺少對產(chǎn)業(yè)資源的集中和整合。
其次，單位kw造價高，火電平均4500元/kw，風電平均每8000~9000元/kw，平均造價高于火電?；痣娖骄妰r0.36元/千瓦時，風電平均電價為0.56元/千瓦時，在我國南方地區(qū)電價，還要略高于北方地區(qū)。影響電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電的積極性。第三，目前市場和產(chǎn)業(yè)化基本上沒有形成，風電機組和系統(tǒng)設計技術、設備性能、效率以及技術工藝水平與歐洲相比存在很大差距。國產(chǎn)風電關鍵部件，如液壓系統(tǒng)、聯(lián)合器、電控等可靠性差，技術不夠成熟。
改善“環(huán)境”加快風電步伐
前景:它的優(yōu)勢不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運行成本低。；風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常廣闊，為風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。
我國風能資源十分豐富，它是一種干凈的可再生能源；風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常廣闊，優(yōu)缺點:它的優(yōu)勢不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運行成本低,我國風力資源豐富,缺點,效率低,造價昂貴,技術有待改進,管理不夠完善
風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發(fā)電。風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)：風力發(fā)電機＋充電器＋數(shù)字逆變器。風力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；
機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，故其輸出的是13～25v變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉(zhuǎn)變成交流220v市電，才能保證穩(wěn)定使用。機械連接與功率傳遞水平軸風機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯(lián)軸節(jié)相連,將轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機的傳動軸,此聯(lián)軸節(jié)應按具有很好的吸收阻尼和震動的特性，表現(xiàn)為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯(lián)軸器可阻止機械裝置的過載。另一種為直驅(qū)型風機槳葉不通過齒輪箱直接與電機相連風機電機類型
風力發(fā)電控制系統(tǒng)設計篇四
風力發(fā)電機控制系統(tǒng)
（十一）并網(wǎng)后需要關注的主要問題
電能質(zhì)量
根據(jù)國家標準，對電能質(zhì)量的要求有五個方面：電網(wǎng)高次諧波、電壓閃變與電壓波動、三相電壓及電流不平衡、電壓偏差、頻率偏差。風電機組對電網(wǎng)產(chǎn)生影響的主要有高次諧波和電壓閃變與電壓波動。電壓閃變
風力發(fā)電機組大多采用軟并網(wǎng)方式，但是在啟動時仍然會產(chǎn)生較大的沖擊電流。當風速超過切出風速時，風機會從額定出力狀態(tài)自動退出運行。如果整個風電場所有風機幾乎同時動作，這種沖擊對配電網(wǎng)的影響十分明顯。容易造成電壓閃變與電壓波動。
諧波污染
風電給系統(tǒng)帶來諧波的途徑主要有兩種。一種是風機本身配備的電力電子裝置可能帶來諧波問題。對于直接和電網(wǎng)相連的恒速風機，軟啟動階段要通過電力電子裝置與電網(wǎng)相連，因此會產(chǎn)生一定的諧波，不過過程很短。對于變速風機是通過整流和逆變裝置接入系統(tǒng)，如果電力電于裝置的切換頻率恰好在產(chǎn)生諧波的范圍內(nèi)，則會產(chǎn)生很嚴重的諧波問題，不過隨著電力電子器件的不斷改進，這個問題也在逐步得到解決。另一種是風機的并聯(lián)補償電容器可能和線路電抗發(fā)生諧振，在實際運行中，曾經(jīng)觀測到在風電場出口變壓器的低壓側產(chǎn)生大量諧波的現(xiàn)象。當然與閃變問題相比，風電并網(wǎng)帶來的諧波問題不是很嚴重。
電網(wǎng)穩(wěn)定性
在風電的領域，經(jīng)常遇到的一個的難題是：薄弱的電網(wǎng)短路容量、電網(wǎng)電壓的波動和風力發(fā)電機的頻繁掉線。尤其是越來越多的大型風電機組并網(wǎng)后，對電網(wǎng)的影響更大。在過去的20年間，風電場的主要特點是采用感應發(fā)電機，裝機規(guī)模較小，與配電網(wǎng)直接相連，對系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)為電能質(zhì)量。隨著電力電子技術的發(fā)展，大量新型大容量風力發(fā)電機組開始投入運行，風電場裝機達到可以和常規(guī)機組相比的規(guī)模，直接接入輸電網(wǎng)，與風電場并網(wǎng)有關的電壓、無功控制、有功調(diào)度、靜態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定等問題越來越突出。這需要對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行計算、評估。要根據(jù)電網(wǎng)結構，負荷情況，決定最大的發(fā)電量和系統(tǒng)在發(fā)生故障時的穩(wěn)定性。國內(nèi)外對電網(wǎng)穩(wěn)定性都非常重視，開展了不少關于風電并網(wǎng)運行與控制技術方面的研究。
風電場大多采用感應發(fā)電機，需要系統(tǒng)提供無功支持，否則有可能導致小型電網(wǎng)的電壓失穩(wěn)。采用異步發(fā)電機，除非采取必要的預防措施，如動態(tài)無功補償、否則會造成線損增加，送電距離遠的末端用戶電壓降低。電網(wǎng)穩(wěn)定性降低，在發(fā)生三相接地故障，都將導致全網(wǎng)的電壓崩潰。由于大型電網(wǎng)具有足夠的備用容量和調(diào)節(jié)能力，一般不必考慮風電進入引起頻率穩(wěn)定性問題。但是對于孤立運行的小型電網(wǎng)，風電帶來的頻率偏移和穩(wěn)定性問題是不容忽視的。
由于變頻技術的發(fā)展，我們可以利用交-直-交的變頻調(diào)節(jié)裝置的控制功能很容易地根據(jù)電網(wǎng)采集到的線路電壓波動的情況、功率因數(shù)的狀況等、和電網(wǎng)的要求，來調(diào)節(jié)和控制變頻裝置的頻率、相位角和幅值使之達到調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)，為弱電網(wǎng)提供無功能量的要求。
發(fā)電計劃與調(diào)度
傳統(tǒng)的發(fā)電計劃基于電源的可靠性以及負荷的可預測性，以這兩點為基礎，發(fā)電計劃的制定和實施有了可靠的保證。但是，如果系統(tǒng)內(nèi)含有風電場，因為風電場出力的預測水平還達不到工程實用的程度，發(fā)電計劃的制定變得困難起來。如果把風電場看做負的負荷，不具有可預測性；如果把它看做電源，可靠性沒有保證。正因為如此，有必要對含風電場電力系統(tǒng)的運行計劃進行研究。風力發(fā)電并網(wǎng)以后，如果電力系統(tǒng)的運行方式不相應地做出調(diào)整和優(yōu)化，系統(tǒng)的動態(tài)響應能力將不足以跟蹤風電功率的大幅度、高頻率的波動，系統(tǒng)的電能質(zhì)量和動態(tài)穩(wěn)定性將受到顯著影響，這些因素反過來會限制系統(tǒng)準入的風電功率水平，因此有必要對電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的運行方式和控制手段做出適當?shù)母倪M和調(diào)整，研究隨機的發(fā)電計劃算法，以便
正確考慮風電的隨機性和間歇性特性。
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