资源描述：
《风力发电技术讲座六 风电场及风力发电机并网运行.pdf》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、技术讲座RENEWABLEENERGYNo.62006(130IssueinAll)风力发电技术讲座(六)风电场及风力发电机并网运行姚兴佳,王士荣,董丽萍(沈阳工业大学风能技术研究所,辽宁沈阳110023)中图分类号:TM614文献标志码:B文章编号:1671-5292(2006)06-0098-0421风电场W/m以上;风电场(即风力发电场)是大规模利用风能②风电场地区的盛行风向(经常出现的风的有效方式。风电场是在风能资源良好的较大范向)稳定;围内,将几台、或几十台、或几百台单机容量数十③要测量和收集预选风电场址(至少2年)千瓦、数百千瓦,乃至兆瓦的风力发电机,按一定的风况特性(
2、包括风速、风向、风频及风速沿高度的阵列布局方式,成群安装组成的向电网供电的的变化等),以便对场内安装的风力发电机的发电群体。量作出精确的估算;(1)风电场的发展④有预选风电场址所在地区的气象环境情20世纪70年代末,风电场的概念首先在美况(如温度、相对湿度、大气压力、空气密度)及特国提出。到1987年,世界上90%以上的风电场建殊气象情况(如台风、大风、冰冻、盐雾、沙尘、雷在美国,主要分布在加利福尼亚州及夏威夷群电、紊流等)的详细观测数据及资料;岛,装有7000多台不同型号风力发电机,总装⑤有风电场地区的地形、地貌(如地表面摩机容量在600MW以上。另外,丹麦、荷兰、德国、擦系数)
3、、障碍物(如建筑物)等详细的资料;英国等也都建有总装机容量达兆瓦以上的风力⑥风电场应距公路较近,这将关系到风电设发电场。备的运输方便与否,进而影响风电场工程费用;进入20世纪90年代,特别是90年代后⑦风电场应距地区电力网较近,这将影响风半期,不仅在发达国家,而且在发展中国家,电工程费用;规划出风电场送入地区电力网的最风力发电场的建设都呈现蓬勃发展的局面。大电功率与地区电力网总容量的比例,即风电的到2003年底,全世界风电场总装机容量达最大透入率,以便确定风电场风力发电机组的输39151MW,其中德国最多,为14609MW,出对公用电力网系统的影响;其次美国为6370MW,西班牙为
4、6202MW,⑧风电场应距居民点有一定的距离,以降低丹麦为3110MW;发展中国家印度的风电场噪声及电磁波对居民生活的干扰;总装机容量已超过2110MW,居第5位。中⑨风电场占地面积要少,要尽量减少对可耕国为567MW,位于第9。地的占用。(2)选择风电场的场址需考虑的因素和条件(3)风电场内风力发电机的排列①风电场要建立在风能资源丰富地区,年平在风电场中,风力发电机的排列布局是一个均风速应在6～7m/s以上;风能密度应达到250非常重要的问题。几十台乃至几百台风力发电机收稿日期:2006-10-11。作者简介:姚兴佳(1949-),男,教授,博士研究生导师,长期从事风能利用技术的
5、研究工作,国家“863”项目主持人,是享受国务院特殊津贴的专家。E-mail:xingjia@vip.163.com98可再生能源2006.6(总第130期)技术讲座安装位置的排列,将直接影响到风电场实际发电量的多少。风力发电机在风电场中的布局排列取决于风电场地域内的风速、风向、地形,风力机结构(如风轮直径d)、风轮的尾流效应、风轮对侧面(旋转平面方向)气流的影响等因素,其中尾流效应是一个必须慎重考虑的因素。所谓尾流效应是指气流经过风轮旋转面后所形成的尾流,对位于其后的风轮机的功率特性和动力特性所产生的影响。风电场风力发电机的排列形式多种多样,但图2盛行风向基本不变的风电场风机排列
6、都是以任何一台风力机风轮转动接受风能,而对其前后左右的其他风力发电机风轮接受最大风能不产生影响或影响较少,并且占地越少越好为原则。下面列举风力机排列的3种情况。①盛行风不是一个方向的风电场,风力发电机的排列如图1所示。图3风力发电机在迎风坡的排列2风力发电机并网运行一般来说,恒速恒频发电机并网控制系统比较简单。根据发电机种类不同,采用不同的并网方法。同步发电机和笼型感应发电机并网运行控制的方(a)对行排列法各不相同,前者运行于由电机极数和频率所决定的同步转速,后者则以稍高于同步转速运行。(1)同步发电机的并网运行控制由于同步发电机有固定的旋转方向,只要使发电机的输出端与电网各项互相
7、对应即可满足并网条件的要求。起动和并网过程如下:风向传感器测出风向,并使偏航控制器动作,使风力发电机组对准风向;当风速超过切入风速时,桨距控制器调节叶片桨距角,使风力发电机组起动。当发电机被风力发电(b)交错排列机组带到接近同步转速时,励磁调节器动作,向发图1盛行风不是一个方向的风电场风力发电机的排列电机供给励磁,并调节励磁电流使发电机的端电②盛行风向基本不变的风电场,风力发电机压接近于电网电压。在发电机被加速,几乎达到同的排列如图2所示。步速度时,发电机的电动势或端
