风力发电机组模拟实验平台的设计与实现硕士学位论文.docx

风力发电机组模拟实验平台的设计与实现
硕士论文
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图1-1 2010年全球风电装机容量
2010年,我国继续保持风电设备生产和风电场开发快速发展的强劲势头。据中国可
再生能源学会风能专业委员会(CWEA)的统计,2010年我国除台湾省外其他地区共新
增风电装机12904台,,自2009年后继续保持全球新增装机容量
第一的排名。,全球累计装机排
名由2008年的第四位、2009年的第二位上升到第一位[2]。
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图1-2我国风电装机容量

风力发电在快速发展的同时也面临着一些新的问题和挑战,突出表现为大规模风电
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风力发电机组模拟实验平台的设计与实现
并网受限问题和风电机组运行可靠性问题,主要是由于我国风能资源与电力市场分布不
均衡以及风能资源的随机间歇特性和风机控制技术不成熟造成的。这既是全球风电发展
面临的共同问题,也是风电发展中必然遇到和亟需解决的问题。
截止2011年11月,,占全省总装机
%,风电所占发电装机总容量比例较小,风电出力变化对整个系统的影响不
大。随着风电装机容量的不断增大,风电出力对电网有功支撑作用不断增强,风电对电
网的影响将越来越大。目前风电出力受限主要发生在甘肃、蒙东和京津唐等电网结构薄
弱地区,风电功率的大幅变化,导致电网运行电压调整困难,影响系统的电压稳定,使
风电出力受到限制。由于间歇性同时伴随随机性,使得风电出力表现出明显的不确定性,
因此研究风力发电控制技术尤为重要,减小风电出力的不确定性将会促进风电的飞速发
展。
要研究风力发电控制技术需要大量的试验研究,最准确的实验方法当然是将风电机
组置于风电场,做真实的风电实验。但是,考虑到下述原因,真实的风电实验很难实施:
1)风速条件无法人为控制。某些风电实验需要偶发的特殊风速条件,长时间等待
实验条件必然耽误科研进度。
2)风速风向随机波动,且不易精确测量。这会影响风电实验的数据分析。
3)单台实验风机的安装维护成本很高,特别是大型风电机组的研究。
4)对于不成熟的控制实验存在安全隐患。
上述因素使得大部分风电研究,特别是风电控制研究,很难进行现场实验验证,因
此,大多数实验室无法具备风场环境或者风电机组实验条件,这很不利于一些新颖的理
论和技术的研究。为了加快风力发电技术的发展,加强风力发电技术的研发能力,必须