风电产业发展情况分析(2)

2018-11-20 18:09

风电的广泛应用将能缓解现在日益紧张的能源问题,有利于调整能源使用结构。由于人口基数巨大,我国的人均资源拥有量相对来说比较匮乏,而为保持人民的可持续发展,我国政府必须采取妥善措施以解决

能源供应问题。而我国风力资源丰富,若能得到充分的利用,风电的年发电量能达几万亿千瓦时,那样就能让能源紧张的问题得到相当的缓解。

我国政府提出的风电规划目标是到2020年风电装机达到1.5亿千瓦,此时风电将超越核电成为我国第三大主力发电形式;在2050年,达到并超过4亿千瓦的装机量,超过水力发电,成为我国第二大主力发电形式。

三、风力发电机技术

随着风力发电行业持续稳定的不断发展,风力发电机组的制造产业也得到了充分的促进。在近几年的时间里,世界各地纷纷涌现出许多风力发电机组制造公司。在风力发电得到发展充分发展的欧洲大陆,其风力发电机组的制造已向着大规模化、产业化的道路迈进,装机容量的逐步增大,小容量发电机组的逐渐淘汰也证明着其风力发电机组制造技术的不断成熟。在世界风电大力发展的时期,我国在近几年在风力行业取得到成绩也是有目共睹的。

风力发电机组常用发电机有异步发电机、双馈异步发电机、永磁或电励磁同步发电机等类型。异步发电机按转子结构又可分为鼠笼式异步发电机和绕线式异步发电机。鼠笼式异步发电机只要用于早期的300千瓦、500千瓦等小于1兆瓦的风力发电机子,而绕线式异步发电机主要用于双馈式异步变频风电机组。同步发电机按照励磁的方式的不同也可分为永磁同步发电机和电励磁同步发电机,主要用于直驱型和半直驱型风力发电机组。由于其减少了齿轮箱的增速作用,简化了传动过程,是目前风力发电机组的主流技术之一,具有广泛的发展前景。

鼠笼式异步发电机为三相异步发电机,它主要由定子和转子两部分组成,定、转子之间是气隙。转子绕组是用作产生感应电势、并产生电

磁转矩的。鼠笼式转子绕组是自己短路的绕组,在转子在每个槽中放有一根导体(材料为铜或铝),导体比铁芯长,在铁芯两端用两个端环将导体短接,形成短路绕组。若将铁芯去掉,剩下的绕组形状似松鼠笼子,故称鼠笼式绕组。鼠笼式异步电动机结构简单、制造容易、成本低、运行维护方便,它被广泛地应用在工农业生产中,作为电力拖动的原动机。它的缺点是调速性能差,启动力矩较小,因此在一些要求平滑调速和启动力矩很大的场合常用其它类型电动机来完成。

双馈异步发电机是指将定、转子三相绕组分别接入两个独立的三相对称电源,定子绕组接入工频电源,转子绕组接入频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的交流电源,即采用交~直~交或交~交变频器给转子绕组供电的结构。其中,转子外加电压的频率在任何情况下必须与转子感应电动势的频率保持一致,当改变转子外加电压的幅值和相位时即可以改变电机的转速及定子的功率因子。双馈异步发电机是一种绕线式感应发电机,按转子类型分为有刷和无刷两种,无刷发电机即为鼠笼型发电机,由于鼠笼型风力发电机励磁控制困难,无法最大限度的利用风能,所以目前已很少应用;有刷发电机即为双馈异步发电机,具备易于控制转矩和速度、能工作在恒频变速状态、电机可以超同步和超容量运行、驱动变流器的总额定功率可以降低到电机容量的1/4等方面的优点。现有的双馈式异步发电机发出的电能都是经变压器升压后直接与电网并联,加之在转速控制系统中采用了电力电子装置,会产生电力谐波。同时发电机在向电网输出有功功率的同时,还必须从电网吸收滞后的无功功率,使功率因子恶化,加重了电网的负担。因此必须进行无功补偿,提高功率因子,通常都是在风电场母线集中处安装电容器组。但这种补偿方式受电容器的级数和容量等的制约,无法实现最佳补偿状态。目前,一种基于电力电子逆变技术的无功补偿装置(静止同步补偿器)很有可能将取代传统的电容器补偿方式。当风力发生变化发电机组突然切出时

会对电网造成较大的冲击,另外有刷双馈发电机存在滑环和变速箱的问题,运行可靠性差,需要经常维护,其维护保养费用远高于无齿轮箱变速永磁同步风力发电机,并且这种结构不适合运行在环境比较恶劣的风力发电系统中。

永磁同步发电机是一种将普通同步发电机的转子改变成永磁结构的发电机,常用的永磁材料有烧结钕铁硼(NdFeB)、铁氧体(BaFeO)、钐钴5(SmCo)等。永磁同步发电机结构主要分为三部分:主电枢和主转子、主励磁机、副励磁机。永磁其实是指副励磁机部分,主转子为线圈绕组,主转子通过直流电来产生磁场,在原动机的驱动下,磁场随转子旋转。由于近年来永磁材料的飞速发展,极大的推进了永磁同步发电机的应用研究,而80年代初出现的烧结钕铁硼磁体所具有的高剩磁感应强度、高矫顽力、高磁能积等特点特别适合永磁同步电机的使用,从而使得永磁同步电机在研究应用领域得到了更为充分的发展。

电励磁同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场,而产生这个磁场的直流电流,称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式,凡是从其它电源获得励磁电流的发电机,称为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。发电机获得励磁电流的方式分为以下几种:

(1) 直流发电机供电的励磁方式:这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机,这种专用的直流发电机称为直流励磁机,励磁机一般与发电机同轴,发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立,工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点,是过去几十年间发电机主要励磁方式,具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢,维护工作量大,故在10MW以上的机组中很少采用。

(2) 交流励磁机供电的励磁方式,现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上,它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁,此时,发电机的励磁方式属他励磁方式,又由于采用静止的整流装置,故又称为他励静止励磁,交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度,交流励磁机通常采用100~200HZ的中频发电机,而交流副励磁机则采用400~500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内,转子只有齿与槽而没有绕组,像个齿轮,因此,它没有电刷,滑环等转动接触部件,具有工作可靠,结构简单,制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大,交流电势的谐波分量也较大。

(3) 无励磁机的励磁方式:在励磁方式中不设置专门的励磁机,而从发电机本身取得励磁电源,经整流后再供给发电机本身励磁,称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流,经整流后供给发电机励磁,这种励磁方式具有结简单,设备少,投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式除没有整流变压外,还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时,给发电机提供较大的励磁电流,以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式

具有两种励磁电源,通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。

发展风力发电的意义十分巨大,既能减少对化石类能源的相对依赖,也能避免核能源带来的危险,又能创造就业岗位,促进地方经济的增长。风力发电是解决现代社会能源紧张的重要手段之一,具有效率转化率高、资源节约效益高、无污染等优势,是中国坚持可持续发展的重要组成部分。


风电产业发展情况分析(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:句型练习六more than prefer

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: