浅析水电风能互补调节系统的研究

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1、其他SMALLHYDROPOWER2010No2，TotalNo152水电风能互补调节系统的研究金华频董大富徐锦才(水利部农村电气化研究所浙江杭州310012)【摘要】对风能水电互补调节系统进行研究，开发了虚拟负荷控制器，利用数控型虚拟负荷控制器配合进水量控制。充分利用具有随机性特点的风能来节约水能，低成本实现水电风能互补储能发电，开辟农村能源利用新途径，填补我国在农村水电和水电风能互补储能领域的空白，可以促进农村可再生能源综合开发利用。图2幅。【关键词】水电风能互补虚拟负荷控制器互补储能发电0引言1研究

2、的意义我国幅员辽阔，经济发展不平衡，中西部和沿我国小水电资源及风能资源均较丰富，又具有海地区一些农村、海岛、牧区、边远山区，电网未极强的互补性，综合开发边远地区水电及风能资源能覆盖，能源短缺严重制约了这些地区的经济社会在我国有着广泛的市场需求和发展潜力。风能发电发展和人民生活水平的提高。最近几年，我国用于是国家积极倡导发展的新型可再生能源，但风能具农村电网建设和改造的资金已经超过1600亿元，有不确定性和随机性，风力发电系统控制调节很不使农村的无电人口从7600万减少到了2300万，农方便，为保障电力供应

3、，一般采用风一光互补并通村供电状况得到了很大的改善。但是，由于地理和过蓄电池储能。对容量较大的孤立电网系统，风一经济上的原因，全国农村电力的发展还不平衡，现光互补和蓄电池储台旨成本太高，不适合农村地区推存的无电户大都远离电网，加上崇山峻岭的阻碍和广应用。采用水电风能互补调节系统，可以满足容人口居住的分散，如果电网再向山区延伸，其建设量较大的孤立电网系统；利用数控型虚拟负荷控制费用必将成倍增加；并且，无电人口的数目也不会器配合进水量控制，实现水电风能互补储能发电。因电网延伸而有明显的减少。据农村能源专家分我

4、所技术人员在美国ANSO17F公司的机电系统析，全国现存的许多无电山区在20年之内不可能设计仿真软件基础上，通过二次开发建立了变速一通过延伸电网来实现供电。无电、缺电、电费过高恒频发电技术仿真系统模型，对小型孤立电网风仍然是制约全国山区农村经济社会发展的主要原因能、水能联合互补发电进行分析。为我国偏远地区之一。的孤立小电网更好地利用风能发电提供技术上的支目前，我国能源利用率只有32％左右，比国持。对风能水电互补调节系统的研究，重点在于为外先进水平低10多个百分点，主要工业行业能耗现有农村小水电站配套虚拟负

5、荷控制器；拓展现有比国际先进水平平均高40％。可再生能源严业基小水电站设备功能，从而利用虚拟负荷控制器实现础薄弱，规模小，技术水平低，竞争能力弱。从能水电风能互补储能；开发具有无人值班特点的农村源长期发展战略高度来审视，我国必须寻求一条可小水电站控制系统，使日后的运行维护大大减少，持续发展的能源道路。新能源和可再生能源对环境对于偏远山区和落后地区是一种福音，这就可以改不产生或很少产生污染，既是近期急需的补充能善广大贫困地区缺电的现状，缓解山区用柴破坏环源，又是未来能源结构的基础。目前我国以煤炭为境的压力，

6、符合国家以电代柴和绿化环保的政策。主的能源清费结构，造成了空气、水等环境污染，这一课题的研究成果，将开辟农村能源利用新途而可再生能源基本不产生环境污染问题。径，填补我国在农村小水电和水电风能互补储能领域的空白。研究意义主要有以下3点：1)改变不合理的能源消耗结构，提高边远地区清洁可再生能基金项目：科技部项目“农村地区分散型水电风能互源利用率，有利于生态环境改善；2)通过水电一补发电试验设备功能开发”(2006JG(~300)。风能互补调节，提高风能资源的可利用率和开发价·l04·小水电2010年第2期(总

7、第152期)其他值，促进风能资源的开发利用；3)利用风、水各减少相对应的运行负载，以保持发电机出力维持不自季节性互补特点，提高区域电网稳定性。变，稳定若干秒后增加导叶开度使发电机出力增加以满足负荷的增加，同时虚拟负荷随同发电机出力2水电风能互补调节系统的研究的增加逐步增加至初始运行功率以应对下一次的负2．1虚拟负荷控制器研制荷变化。当用户负载突然减少，在个周波内，虚拟负荷控制器是一种通过改变虚拟负荷大小将虚拟负荷增加相对应的运行负载，以保持发电机来调节水轮发电机组出力的电子负荷控制装置，其出力维持不变，稳

8、定若干秒后减少导叶开度使发电特点是虚拟负荷的切换速度快，可以适应在水轮发机出力减少以满足负荷的减少，同时虚拟负荷随同电机组负载快速频繁的变化情况下稳定出力，保持发电机出力的减少逐步减少至初始运行功率以应对频率稳定，特别适用于孤立运行的水轮发电机组的下一次的负荷变化。稳速装置。配置虚拟负荷控制器既可使水轮机控制2．2水电风能互补储能调节器研制结构简化、成本下降，又具有较高的自动化水平。如何采用水电风能互补系统，满足容量较大的此外