电力电子在风力发电技术中的应用‘天博体育网’

 公司动态     |      2020-12-27 19:16
本文摘要:更多的可再生能源和分布式发电机需要新的电网运营和管理控制战略来确保或提高电力供应的质量和可靠性。海上风电场具有风速低、风力平稳、各种阻碍少、发电量大等特点,可以有效利用风力发电机组的发电容量。2)使用所有电力变流器的可自排技术:发电机和输电网的解决方法几乎是相连的。

电网

一、章现在社会市场的需求已经不是用电力电子技术解决问题而是电力处理的系统集成。更综合的多学科解决方案迫在眉睫。看不到能源存储系统级别的急剧增加。

更多的可再生能源和分布式发电机需要新的电网运营和管理控制战略来确保或提高电力供应的质量和可靠性。电力电子对能源系统的普遍渗透不会在今后25年到3O年内再次发生,但对现在的主要电缆网络有影响。电力电子的变革主要集中在分散型发电和各种阻抗中的应用。在将分布式发电和可再生能源构建到电网中时,电力电子技术发挥着最重要的作用,这些应用与电网系统的集成更好,因此电力电子技术得到了普遍应用,迅速扩大。

二、风力发电技术的现状风力发电已经成为普遍拒绝接受的发电技术。预示风电技术的研究开发在世界各国有很大的发展,风力发电呈现出以下主要特征:装机规模扩大,风电发电量占世界总电量的比例大幅减少,从总量的约1发展到2004年的5。

发电机的单体容量正在扩大。作为提高风能利用率和发电效果的有效手段,发电机的单机容量从1997年以前的500~750kw的主流机型发展到了现在的3.6MW机组的批量生产。海上风电场正在逐渐商业化。海上风电场具有风速低、风力平稳、各种阻碍少、发电量大等特点,可以有效利用风力发电机组的发电容量。

风力发电成本大幅降低了。风电的建设投资成本高,但运行成本低。三、电力电子在风力发电技术中的应用在最近五年世界风力涡轮发电机市场的平均值以每年30%以上的速度迅速增加,风能已经开始在发电中占有最重要的作用。

现有市场上风力涡轮发电机使用的设计技术也大不相同。这些差异主要体现在风力涡轮和发电系统的融合上。扭矩各不相同的风速风力发电技术之所以应用于风力发电市场,是为了尽可能大地供给风力能得到的能量。自排风力涡轮发电机技术每年可捕捉的能量比恒速技术低5%,其中的无功功率和军功功率比较容易控制,也可以控制电网电压。

无功功率是星型的。自排涡轮发电机的缺点是需要电力切换装置,不仅可以减少部件数量,还可以减少控制的复杂性。其中电力电子技术使用的组件占风力涡轮发电机整体的7%。

由于大功率半导体电源技术和高级简单算法计算机实时控制技术的引进电力电子技术经历了相当大的发展和变化,这些因素综合表现出低损耗和与电网兼容性好的变流器。这也相当发展了近年来来自排风涡轮的发电机。

1 )利用双系统电感发电机(DFIG )的自排技术:该强制电源的电力转换器的原理图如图1右图所示。变流器还包括两个三相ACDC电力变流器,两者通过一个直流电容器电池链接。这种结构一方面对机器的军功电力和无效电力进行矢量控制,另一方面电力转换器可以增加在电网中流动的高次谐波的大小。

2 )使用所有电力变流器的可自排技术:发电机和输电网的解决方法几乎是相连的。发电机的能量被整流成直流链,转换成电网可以拒绝接受的交流能量。

这种风力涡轮发电机大多使用多极实时发电机,也有可能使用传感器发电机和齿轮箱(但很少)。不使用齿轮箱有很多优点,包括减少损失,避免这种廉价、轻便的零件带来的低成本,以及通过增加旋转的机械零件来降低可靠性等。图2表示的是仅限于这种风力涡轮发电机的全电力变流器的原理图。机侧使矢量控制战略的三相变流器作为驱动器工作来控制转矩发生器。

两侧的三相变流器需要把由风能转换的电力送入电网,控制送入电网的无效电力和军功电力的大小。此外,为了提高输送到公共电网的电能质量,必须尽可能降低总谐波失真系数(THD )。

直流链的目的是作为能量蓄积,被风捕捉的能量可以作为电容器的电荷蓄积,然后瞬间流向栅极。控制信号的作用是为了直流链路I压Vdc维持相同的基准值。3 )半导体器件技术:为了提高应该落入风力涡轮发电机的电力电子逆变器驱动装置的性能和可靠性,要求风力涡轮发电机模块中使用的电力电子部分整体的大小、重量、成本,因此需要更好的电特性、更低的价格。


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