發布時間：2020-08-08所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：風力發電是指將風的動能轉化為電能，它的原理是把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能。風力發 電是一種清潔、無污染的發電模式。如今，風力發電作為可再生能源之一，越來越受到世界各國的重視。為解決能源危機問 題，一些國家正在大力
摘要：風力發電是指將風的動能轉化為電能，它的原理是把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能。風力發 電是一種清潔、無污染的發電模式。如今，風力發電作為可再生能源之一，越來越受到世界各國的重視。為解決能源危機問 題，一些國家正在大力提倡太陽能發電、風力發電等新能源。風力發電依靠大自然的力量向人們供電，沒有燃料問題，也不 會產生輻射或空氣污染，已經成為研究人員們的重點研究課題。風力發電模式和其他發電模式有所不一樣，所以尋找更加有 效的發電調頻技術就顯得意義重大。
關鍵詞：風力發電;風力發電調頻技術;儲能;未來研究
一、 風力發電的調頻技術
1.1 轉子超速控制方式
轉子超速控制的關鍵是如何在轉子超速轉動時對其進 行有效控制，這也是工作中的難點和重點。在實踐中一般會 保留一部分風機運行速率以作為備用，用來作為一次頻率調 節。所以，對轉子超速控制集中在一次頻率調節響應速度上， 響應的速度越慢，對風機的影響就越大，響應的速度越快， 則對風機的影響就相對較小。轉子超速的適用范圍也有局限 性，在超速控制過程中有一些盲區是無法進行有效控制的， 這就要求風機轉速要控制在一個合理的范圍內。但轉子超速 不受時間限制，能夠在大多數時間里工作，這在一定程度上 減少了風力發電的經濟損失。
1.2 轉子慣性控制方式
風力發電機可以分為兩種類型：一種是變速型，另一種 是定速型。定速型在以前用的比較多，但是由于其容量小、 貢獻少，不能滿足現在風電發展的需求，逐漸被淘汰掉了。 變速型風力發電機又可分為兩種類型：直驅型風機和雙饋型 風機。直驅型風機的波動范圍比雙饋型風機的波動范圍大， 靈活性不是很強，在控制上有所缺陷。所以，在實際應用中 要突破技術難關，使其更好的被利用。而變速型風機和直驅 型風機不一樣，它具有很大的控制靈活性，可以通過調整控 制策略和控制目標使機組根據系統頻率變化做出主動響應， 具備和傳統類似的調頻能力和慣性響應。
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轉子慣性控制是風力發電機組運行過程中，通過改變給 定電流機組轉子側變流器，控制轉子速度變化時吸收或釋放 風力發電機組旋轉質體所存儲的一些動能，對系統頻率的短 時變化做出響應，提供和傳統機組相似的轉動慣量。雖然風 力發電機組通過轉子慣性的控制能夠提供和傳統機組相似 的虛擬慣量支撐，但是還存在美中不足問題：由于風速的自 然屬性，很難保證風電機組提供的慣性響應容量的可信度， 增加了系統的復雜性和不穩定性;在慣性響應后，轉子轉速 還原過程中會釋放或吸收能量，很容易造成系統頻率的不定 性變化;在風速高和系統頻率低的狀態下很難通過提高轉子 轉速以降低機組輸出功率，在風速低和系統頻率下降的情況 下很難通過降低轉子轉速增加機組功率輸出。
1.3 變槳控制方式
風機槳葉距離上的夾角是在變槳距控制的過程中顯現 出來的。變槳控制的最突出優點是運行在最大功率范圍內的 情況下還可以保留一些容量供自身調節。風向和風力具有流 動性，對槳距角的大小有約束作用。槳距角大，要備用的有 功功率就越多，實際上捕獲的風能就會減少。槳距角的大小 關系到風力功率的有效控制。所以在實際中要注重槳距角的 調節能力，使其更有效地控制風能的捕獲量。值得一提的是， 不能盲目對槳距角進行頻繁調節，這樣不但得不到預期效果， 反而會產生負面影響，對風力發電機組造成磨損，縮短設備 的使用壽命，增加維修費用和折舊損失，進而影響風力發電的經濟效率。
二、調頻技術的經濟效益分析 2.1節能效果顯著 礦山風機選型設計時，用戶、設計院及制廠均留有較大的裕度。用戶實際需要的風量，經常在設計流量的80%以下。假如實際需要的流量為額定流量的80%，采用變頻調速時消耗的能量只有不調速時的51%，節能49%，比用礦風機擋板調節可節能37%左右。 2.2功率因數高 目前誦用彎頻器普遍采用PWM(脈寬調制)控制，功率因數均在0.9以上。近幾年推出的直接轉矩控制的變頻器，功率因數為0.95一0.970過去為提高功率因數采用同步電動機驅動的方案，現在可以用簡單的籠型異步電動機加變頻器的方案代替，價格并不比同步電動機及其勵磁裝置高，還可以收到節能、減少維護費及減少維修時間的效果。 2.3使用功能完善 生產工藝流程對礦山風機調節提出的任何要求，變頻器都可以實現。除可以實現常規的開、閉環控制外，對重要礦山風機的停電自動保護和礦山風機特有的喘振保護，變頻器本身都可以輕易地實現。 2.4保護功能齊全 對電網、變頻器本身及電動機的各種故障和異常，都有完善的保護。自動診斷系統可自動報警并給出故障的原因，從而確保機組的安全運行。 2.5可靠性高 可靠性高不單指籠型異步電動機結構簡單、堅固及易維護;變頻保護功能齊全，可避免損壞。更重要的是體現在變頻技術的進步，確保調速系統的可靠運行上。高速實時檢測電網、變頻器和電動機的運行狀態，對負載或電源干擾引起的狀態變化做出迅速反應，使調速系統始終保持正常運行，并自動尋優。
三、風力發電調頻技術的發展前景 3.1中壓變流器拓撲功率不斷增大。根據近年的不斷研究，為了使風力資源的成本降低和轉換風力資源的效率，風力的渦輪發電機的發電功率得到了飛快的增長。器件的額定功率不斷的得到提高，而且開關和導通也逐漸的改善，所以多電平變流器所具有的優點會不斷的被人類所挖掘出來。風力發電的系統優劣是由開關損耗的導通損耗和比率所決定的，即使在工作中多電平變流器的導通受到較高的損害，但是它的開關頻率卻是十分的低，所以說它的開關損耗也會隨之變得十分低。 3.2 風力電場的具有的儲能技術。風力電場可以很好的使風力發電在技術和經濟上具有很強的吸引力，儲能系統對維持電壓頻率具有很重要的作用，它不僅可以在15min之內為海量儲能，還可以在很短的時間之內吸收和注入一定的能量。在整個風力發電的系統中包含了許多種的儲能系統。關系到風力發電技術的蓄電池的儲能系統，液態蓄電池是最好的蓄電系統，因為它可以很好的提供單位儲能和送點成本的最佳狀態，和之前的蓄電系統進行比較，液態蓄電池系統的優勢主要是很好的使澳和鋅兩種化學材料之間發生的化學反應結合起來，這樣的蓄電池可以很好的使能量密度高于鉛酸的蓄電池系統。 3.3 海上的風力發電。風力渦輪的發電技術將不斷的朝著離岸的趨勢發展，因為海上的風能資源是十分豐富的，在海水較淺的地方可以安裝風力的渦輪發電機進行發電，最重要的是，在離岸安裝渦輪發電機，發電所產生的能量非常巨大，可以多出在陸上的渦輪發電機能量的一倍左右。用傳統的空氣流通的熱量可以很好的使輸電系統得到調節，進而解決電閥和風電場的相連，在高壓直流把輸電連接到電網和電場組織的時候，電同時被運送到了負載中心。
結束語： 風電發電技術正處于蓬勃的發展當中，而其中的調頻技術也越來越成為風電發展的關鍵，國家也越來越需要風電具有傳統電源的功能，從而保障電力系統的安全穩定。在風力發電技術的進步中，頻率調節技術顯得尤為重要，需要進行全面的整改和完善。相關的專家應結合目前的幾種控制方式，不斷地加以調節和完善，克服它們所存在的缺陷以及運行的條件限制，從而使風力發電得以良性有效地發展。——論文作者： 任立朋
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