电气工程及其自动化毕业论文--风力发电逆变装置的设计

《电气工程及其自动化毕业论文--风力发电逆变装置的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、29本科毕业论文风力发电逆变装置的设计学生：学号：院（系）：专业：电气工程及其自动化指导教师：291绪论1.1风力发电的特点和发展概况1.1.1风力发电的特点随着世界经济的不断发展，世界各国对能源的需求越来越大。常规能源以煤、石油、天然气为主，不仅资源有限，而且造成了严重的环境污染。因此，能源问题己成为当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题，所以可再生能源成为了人们关注的焦点，风能正是这样一种无污染的可再生能源，其在地球上的资源量是相当丰富的，可开发利用量也很可观，因此对它的开发利用己受到世界各国的高度重视。但是同时风能作为一种自然资源，风速、风向都是不稳定的，风能蕴含量丰富地区多较为偏僻，

2、这就要求风力发电机组适应高温高寒高湿盐雾大风沙等恶劣环境，并且机组多无人值守，这些因素对风力发电机组电气控制系统的可靠性和环境适应性都提出了十分严格的要求。单机电气控制系统技术主要包括中心控制技术、偏航控制技术、软并网技术和无功补偿技术等，这就要求系统具有很高的可靠性能。可以说风力发电是机遇和挑战并存的能源技术。1.1.2风力发电的发展概况（1）国外发展现状：风力发电在欧洲发展最快，德国的风电发展处于领先地位，在近期德国制定的风电发展长远规划中指出，到2025年风电要实现占电力总容量的25%，到2050年实现占总用量的50%的目标。另外，丹麦的风能发电已经可以满足18%的用电需求，法国也在

3、制定风能发电的长远发展规划。同时亚洲的风电也保持较快的发展势头。其中印度政府积极推动风能发展，积极鼓励大型企业进行投资发展风电，并保持实施优惠政策激励风能制造基地，目前印度已经成为世界第5大风电生产国。据欧洲风能协会和绿色和平组织签署了“关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图”报告，2020年全球风力发电装机将达到12.31亿千瓦，是2002年世界风电装机容量的38.4倍，年安装量达1.5亿千瓦，风力发电量将占全球发电总量的12%。（2）国内发展现状：我国是世界上风力资源较为丰富的国家之一，全国可开发利用的风能约2.5亿千瓦。有沿海(山东、浙江、福建、广东)和东北至西北(包括内蒙

4、古、新疆、甘肃)两大风带，风的质量很好，为开发风力发电提供了基础环境和条件，因此我国也在大力提倡风力发电。我国从70年代开始进行并网风力发电的尝试。早期，山东，新疆等地引入国外风力发电机组开始我国风电场的运行试验与示范。1997年在国家有关优惠政策和国家计委“成风计划”的推动下，年总装机容量跃至10.8829万千瓦。总的来说我国风能并网发电已经走过了30年历程，但是跟国外相比，我国装机容量仍然偏低，并且从设备制造水平来说还未走出“试验”阶段，但是同时也看出我国风电潜力巨大。随着风电技术的日趋完善，已经形成一种富有活力的新兴产业，并向产业化、设备大型化、设备实用化、取能高度化、成本低廉化和开

5、发多元化等方向发展。1.2风力发电的原理因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染即其无污染性，风力发电正在世界上形成一股热潮。风力发电的原理比较简单，类似于水利发电，风力发电就是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风机发出的电因为质量不高难以直接应用，所以要实现利用就必须要将发出的电能进行变换，满足并网要求，这样就需要我们设计一个可靠的整流逆变系统和控制系统来对其进行变换和控制，使其满足条件。以下是风力发电的系统原理图。图1-1风力发电系统原理图1.3逆变电源的现状

6、1.3.1现代逆变技术的分类29逆变电源是光伏发电系统中的重要组成部分，逆变电源的性质决定了光伏发电系统输出电能的质量。随着逆变电源的类型的增多和控制技术的不断发展，使得光伏发电系统可以应用到与国民生产和日常生活相关的各个领域。现代的逆变技术种类很多，可以按照不同的形式进行分类，主要有如下几种:（1）按照逆变器输出交流的频率，可以分为工频逆变、中频逆变和高频逆变。工频变换逆变电源使采用工频变压器实现输入输出之间的电气隔离。这种逆变器结构简单、工作可靠，但这种逆变器体积大，笨重、噪声大，效率方面也有待提高。随着对电源性能要求的日益提高，传统的工频变换逆变电源逐渐难以适应轻量化、高功率密度、高

7、可靠性的要求。高频变换是采用高频变换技术，它的优点是体积小、重量轻、噪音小、效率高。日前的光伏发电系统多采用高频变换方式，在国内外的中小交流光伏系统中得到了普遍应用。（2）按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。（3）按逆变器的主电路形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。（4）按照逆变器主开关器件的类型，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应管逆变器、IGBT逆变器等。（5）按照输出的稳定参量