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風電并網(wǎng)對主電網(wǎng)影響的探討

2009-06-13 來源:互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽數(shù):3426

[摘 要]針對國內(nèi)風電場常用的3種風力發(fā)電機類型,分析了風電并網(wǎng)對主電網(wǎng)運行方面的影響以及經(jīng)濟方面的影響。
[關鍵詞]風力發(fā)電機;并網(wǎng);穩(wěn)態(tài);
    據(jù)悉,我國2008年風電的裝機容量已突破1000萬千瓦,全國有投運的風電場65座,中國不久將成為最大的風力發(fā)電國家。風力發(fā)電的主要特點是隨機性與不可控性,主要隨風速變化而變化。因此,風電并網(wǎng)運行對主電網(wǎng)運行帶來諸多不利影響。分析風電場并網(wǎng)對電網(wǎng)影響是風電事業(yè)發(fā)展的關鍵技術問題,同時也是電網(wǎng)部門安全、經(jīng)濟運行的一個新課題。

一、風力發(fā)電機的類型 
    分析風電并網(wǎng)的影響,首先要考慮風力發(fā)電機類型的不同。不同風電機組的工作原理、數(shù)學模型都不相同,因此分析方法也有所差異。目前國內(nèi)風電機組的主要機型有3種,每種機型都有其特點。

1.1異步風力發(fā)電機

    國內(nèi)已運行風電場大部分機組是異步風電發(fā)電機。主要特點是結構簡單、運行可靠、價格便宜。這種發(fā)電機組為定速恒頻機沮,運行中轉(zhuǎn)速基本不變,風力發(fā)電機組運行在風能轉(zhuǎn)換最佳狀態(tài)下的幾率比較小,因而發(fā)電能力比新型機組低。同時運行中需要從電力系統(tǒng)中吸收無功功率。為滿足電網(wǎng)對風電場功率因數(shù)的要求,多采用在機端并聯(lián)補償電容器的方法,其補償策略是異步發(fā)電機配有若干組固定容量的電容器。
由于風速大小隨氣候環(huán)境變化,驅(qū)動發(fā)電機的風力機不可能經(jīng)常在額定風速下運行,為了充分利用低風速時的風能,增加全年的發(fā)電量,近年廣泛應用雙速異步發(fā)電機。這種雙速異步發(fā)電機可以改變極對數(shù),有大、小電機2種運行方式。

1.2雙饋異步風力發(fā)電機

    國內(nèi)還有一些風電場選用雙饋異步風力發(fā)電機,大多來源于國外,價格較貴。這種機型稱為變速恒頻發(fā)電系統(tǒng),其風力機可以變速運行,運行速度能在一個較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),使風機風能利用系數(shù)Cp得到優(yōu)化,獲得高的利用效率;可以實現(xiàn)發(fā)電機較平滑的電功率輸出;發(fā)電機本身不需要另外附加無功補償設備,可實現(xiàn)功率因數(shù)在一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié),例如功率因數(shù)從領先0.95調(diào)節(jié)到滯后0.95范圍內(nèi),因而具有調(diào)節(jié)無功功率出力的能力。

1.3直驅(qū)式交流永磁同步發(fā)電機

    大型風力發(fā)電機組在實際運行中,齒輪箱是故障較高的部件。采用無齒輪箱結構能大大提高風電機組的可靠性,降低故障率,提高風電機組的壽命。目前國內(nèi)有風電場使用了直驅(qū)式交流永磁同步發(fā)電機,運行時全部功率經(jīng)A-D-A變換,接入電力系統(tǒng)并網(wǎng)運行。與其他機型比較,需考慮諧波治理問題。

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 配電變壓器損壞原因分析及防止措施
閱讀下文 >> 風電工程流程圖

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