风力发电技术.ppt

风力发电技术
董正杰

风能是非常重要并储量巨大的能源,它安全、清洁、充裕。
优点是:蕴量巨大,清洁无污染,可以再生,分布广泛。
(1)风能资源的储量
,,风能资源十分丰富。
(2) 风能资源的分布
1)风能资源丰富区:东南沿海及其岛屿;
2)风能资源较丰富区:东北、华北和西北北部地区,含新疆阿拉山口地区和布尔津地区;
3)风能资源可利用区:黄河、长江中下游地区。
利用风能的优点和局限性
优点:储藏量大无污染可再生分布广泛就地取材适应力强发展潜力大
缺点:能量密度低不稳定地区差异大
二. 技术与应用
风力发电厂系统图
大型发电机组的分类
按传动机构分类:
齿轮箱升速型:用齿轮箱连接低速风力机和高速发电机;(减小发电机体积重量,降低电气系统成本)
直驱型:直接连接低速风力机和低速发电机。(避免齿轮箱故障)
按发电机分类:
异步型: (1)笼型单速异步发电机;
(2)笼型双速变极异步发电机;
(3)绕线式双馈异步发电机;
同步型: (1)电励磁同步发电机;
(2)永磁同步发电机。
按并网方式分类:
并网型:并入电网,可省却储能环节。
离网型:一般需配蓄电池等直流储能环节,可带交、直流负载。或与柴油发电机、光伏电池并联运行。
恒速风电机组
恒速风力发电机组一般采用异步发电机,控制风力发电机的转速不变,从而得到频率恒定的电能,目前风力发电的恒速一般依靠变速齿轮箱和可变桨距风轮来实现,但需增加无功补偿设备。普通感应发电机风机转速恒定从电网吸收无功
双馈绕线式风力发电机组
发电机采用绕线子感应发电机。定子接电网线或者直接接负载。在转子侧施加交流励磁来控制发电机的转矩。转速变化时,控制转子电流的频率,可使定子频率恒定。转子和电网之间需要有双向的能量流动,所以需要两个背靠背的四象限变流器。转子侧逆变器控制发电机,定子侧逆变器控制和电网的能量交换,转子则只处理转差能量。
双馈绕线式风力发电机组
MW 级机型,目前世界最流行的机型
发电机为双馈异步发电机,转速范围大,可在同步转速的±30 %内运行
风能利用率高
发电机的定子直接与电网连接,转子经过变频器与电网连接
变频器的功率为总功率的 20~30 %,变频器的功率损失小,价格便宜
控制系统复杂
整机价格比直驱式发电机组便宜 30 %
该机型已由被 Repower、Dewind、GE、Nodex、Vestas 等公司广泛采用
大型风力发电机的结构
大型风力发电机组由两大部分组成:气动机械部分和电气部分。气动机械部分包括风轮、低速轴、增速齿轮箱、高速轴,其功能是驱动发电机转子,将风能转换为机械能。电气部分包括异步发电机、电力电子变频器、变压器和电网,其功能是将机械能转换为频率恒定的电能。近年来,又研制成功了直驱式变速恒频风力发电机组(无增速齿轮箱)。
风力发电机组的结构
总体布局: