简述风力发电技术的发展

《简述风力发电技术的发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据风力发电系统的类型现行的习惯常根据风力发电机组中风轮轴的安装方式分为水平轴型和垂直轴型两大类。水平轴型风力发电机系统效率高、易于大型化，所以是技术最成熟、商品化时间最长的主流风力发电机系统。由于比较重的部分。如发电机、齿轮箱等都安装在风车的顶部．所以安装、调试、保养上均有不便。同时由于需要使风叶的旋转面跟踪风的方向，需配备偏航系统，增加了系统的复杂性。垂直型风力发电机系统可以将较重的物件安装在地面，所以安装、维护保养就很容易处理，它的优点是不管什么方向来风，也不管风大、风小，风车都能旋转起来。该类型的风电系统大都为中小型

2、风电系统，图1为水平型及垂直型两类风电系统与风向相互关系的图解说明。一个完整的风力发电机系统可以根据容量、负载．是独立运行、还是并人电网等不同的情况灵活设置，以能经济的满足使用要求为主要目的。图2为一个独立的，能提供交直流电源的风电系统结构框图。书嘭书，一—’＼／I一图1风力发电类型和风向关系示意图风力发电机系统中使用的发电机1．异步发电机和同步发电机风力发电机是风力发电系统中最重要的部件之一，它有将风轮上所获得的机械能转换成电能的重要作用。发电机和其对发电机进行控制的部分对风电系统的性能、风电转换效率有着非常重要的影响。目前，

3、并网运行的风电系统中所采用的发电机主要有异步发电机和同步发电机两种。哪沙万方数据图2独立的风力发电系统结构图异步发电机即感应发电机．有鼠笼型和绕线型两种。在风力发电机系统中。鼠笼型异步发电机常用在恒速恒频风力发电机系统中。而绕线式异步发电机则主要用在变速恒频系统中(多为双馈型结构)。当异步发电机以并网形式发电时，异步发电机一方面向电网注入电能。另一方面又从电网吸取励磁电流．但是当异步发电机不并网而以独立运行方式发电时，就应接入并联电容器组以自激方式建立电压．如图3所示。当按图将电容接人绕组后．发电机将利用自身原有的剩磁产生电压向

4、电容充电，使电机电压不断上升，直到逐渐建立正常电压。(a)星形接法(b)三角形接法图3异步发电机独立运行时的自励磁示意图同步发电机是最理想的发电机机型，它在运行时频率稳定。电能品质好，不但能输出有功功率，又能输出无功功率，可在cos‘p=l条件下运行，使输电线路损耗减小。由于电网的负载中，不但要求提供有功功率，而且还需要无功功率，而同步发电机正是可以利用调节励磁电流，使发电机处在不同的励磁状态，从而方便的对无功功率进行调节的一种发电机。同步发电机和电网并网运行时处于不同励磁状态时的相量图如图4所示。图4(a)是正常励磁状态时的相

5、量图，为空载运行，发电机中没有电枢反应，这时U=E，l=0，这Eo⋯-△U●‘U●办厂妒。I(a)正常励磁状态(b)过励状态图4同步发电机的励磁状态时的励磁电流即为正常励磁电流。西T(c)欠励状态当增大励磁电流时，空载电动势E。也会跟着增大。但由于电网可以看作无限大电网，故电网电压U不变．所以电位差△U不为零，由于存在这个电位差，导致在定子绕组内产生电流I，由图(b)可见．电流I在相位上比电网电压U滞后900，这表明同步发电机向负载输出了感性无功功率，这种状态即为过励状态。反之。当把励磁电流调到小于正常励磁时，则由于励磁减小。使

6、空载电动势下降，基于上述的原因，电网电压U仍将保持不变，导致产生新的电位差△U。这个新的电位差△U和过励状态时产生的电位差△U是不同的，他们在相位上相差1800。同样，电流I的方向也反过来了，见图中(c)。由图(c)可见．电流I在相位上比电网电压U超前900。这表明同步发电机向负载输出了容性无功功率，这种状态即为欠励状态。由上可知同步发电机在调节励磁电流时改变了同步发电机输出的无功功率的性质。负载时调节励磁电流的大小对同步发电机功角特性的影响如图5所示。当同步发电机带负载时，同步发电机的输出功率的大小由他的功角8决定。同步发电机

7、的电磁功率为：只：掣si硒Ad最大电磁功率为：硒ax_掣Ad式中Pm——电磁功率Er空载电动势万方数据一一～～电器工l茁西HINAELECTRICAL芭QulPMENTINDuSTRV]l，2，3一正常励磁曲线，过励曲线。欠励曲线，8-，赴，8广正常励磁，过励，欠励时的功率角，P扣输入发电机的机械功率图5励磁电流改变时对功角特性的影响U——电网网压8——功率角Xd——同步电抗当同步发电机负载处于正常励磁状态下运行时。同步发电机的定子电流I与端电压U同相位．其功率因数cos‘p=1，即表明这时同步发电机运行时只输出有功功率而没有输

8、出无功功率，同步发电机运行在图5中的正常励磁状态曲线1上。对应的同步发电机带负载运行时简化相量图如图6中的亿)图所示，其功率角8即为图5中的6。。△UEo岛ⅪiU(a)正常励磁状态(b)过励状态(c)欠励状态8一功率角‘P一功率因数角图6同步发电机负载运行时各励