風(fēng)電基本原理和大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運行問題

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1、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)基本原理及大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運行問題主要內(nèi)容1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展2.大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的運行問題3.風(fēng)電場故障穿越原理及要求；4.風(fēng)電大規(guī)模脫網(wǎng)故障機理；1、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展1180年，西歐，水平軸風(fēng)車歷史上第一個確證的風(fēng)車：阿富汗，公元644年，直立軸，谷物磨坊16世紀(jì)：荷蘭風(fēng)車，通過轉(zhuǎn)動風(fēng)車的上部來跟蹤風(fēng)向1792：Jealousie葉片，可以調(diào)節(jié)輸出功率和轉(zhuǎn)速人類利用風(fēng)能的歷史已有幾千年。圖片來源：中國-德國技術(shù)合作項目“中國風(fēng)電中心“PowerFactory培訓(xùn)早期的風(fēng)車1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展1973年石油危機后，風(fēng)力發(fā)電發(fā)

2、展得到歐美一些國家政府的大力支持，風(fēng)力發(fā)電機逐漸由小型到大中型發(fā)展。80年代后，有Gerders風(fēng)力發(fā)電機改良的古典三葉片、上風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機涉及在激烈的競爭中成為商業(yè)贏家。90年代，進入到現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)?！?00-750KW風(fēng)力發(fā)電機—兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展Vastas1.5MW風(fēng)機(63米/1500kW、68米/1650/300kW，1996年）。ELSAM2MW測試風(fēng)機；NEGMicon1.5MW風(fēng)力機Nortank1.5MW風(fēng)機(60米/2×750kW、64米/1500/750kW。(1995年丹麥西部靠近Esbjerg市)兆瓦級風(fēng)機的出

3、現(xiàn)之前，600和750kW的風(fēng)機一直是主流，。兆瓦級風(fēng)機主要用于海上或安裝地點稀少的地區(qū)，因而兆瓦級風(fēng)機可以開發(fā)利用更多的風(fēng)資源。1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展Bonus2MW風(fēng)機,主動失速型(72米/2MW,1998年，德國威廉港）NEGMicon2MW風(fēng)機，漿距調(diào)節(jié)(72米/2MW，1999年)兆瓦級風(fēng)機的出現(xiàn)之前，600和750kW的風(fēng)機一直是主流，。兆瓦級風(fēng)機主要用于海上或安裝地點稀少的地區(qū)，因而兆瓦級風(fēng)機可以開發(fā)利用更多的風(fēng)資源。Nordex2.5MW風(fēng)機,漿距調(diào)節(jié)(80米/2MW,2000年，德國Grevenbroich）GE3.6MW風(fēng)機1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基

4、本原理及其發(fā)展根據(jù)主軸與地面的相對位置水平軸、垂直軸根據(jù)槳葉與輪轂的連接方式定槳（主動失速）、變槳根據(jù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速恒速、變速根據(jù)發(fā)電機異步機：普通感應(yīng)電機（鼠籠型和繞線式）、雙饋感應(yīng)電機、同步機：同步電機（永磁或電勵磁）風(fēng)電機組的分類方法：1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展根據(jù)傳動系統(tǒng)有齒輪箱(半直驅(qū)）、直驅(qū)（無齒輪箱）根據(jù)容量小型（10kW以下）、中型（10-100kW以下）和大型（100kW以上）槳葉數(shù)量單葉片、雙葉片、三葉片、多葉片并網(wǎng)方式并網(wǎng)型和離網(wǎng)型風(fēng)電機組的分類方法：1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展水平軸風(fēng)電機組的結(jié)構(gòu)風(fēng)機主要由四大部分組成：葉輪（含葉片、輪轂等）；

5、機艙（傳動系統(tǒng)（主軸、主軸承、齒輪箱和連接軸）、偏航系統(tǒng)、液壓與制動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)（發(fā)電機、控制系統(tǒng)、電容補償柜等））;塔架；基礎(chǔ)等組成。1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展風(fēng)輪（槳葉、輪轂）主軸槳距調(diào)節(jié)機構(gòu)（電動伺服機構(gòu)）偏航機構(gòu)（電動伺服機構(gòu)）剎車、制動機構(gòu)風(fēng)速傳感器發(fā)電機并網(wǎng)開關(guān)軟并網(wǎng)裝置變頻器控制系統(tǒng)無功補償設(shè)備主變壓器轉(zhuǎn)速傳感器需要風(fēng)電機組控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展風(fēng)電機組主要部件20世紀(jì)初：電氣化的發(fā)展使風(fēng)能應(yīng)用幾乎退出歷史舞臺20世紀(jì)70年代中葉：世界范圍內(nèi)出現(xiàn)石油危機，許多國家政府提供基金來幫助進行風(fēng)力發(fā)電研究，Darrieus（達(dá)里厄）

6、機型(1973)美國Sandia實驗室和加拿大國家空氣動力實驗室大量研究,具有了實用價值強風(fēng)時無法承受太大的應(yīng)力且振動大未得到普遍應(yīng)用垂直軸風(fēng)電機組1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展風(fēng)電機組的基本工作原理首先通過風(fēng)輪把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能，進而借助于發(fā)電機再把機械能轉(zhuǎn)化為電能。由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速一般比較低（每分鐘幾轉(zhuǎn)到數(shù)十轉(zhuǎn)），而發(fā)電機的轉(zhuǎn)速通常很高（一般每分鐘超過1000轉(zhuǎn)），因此需要通過齒輪箱變速。1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展現(xiàn)代風(fēng)電機組:體積越來越大,容量越來越大。EnerconE-112Repower5MMultibridM5000容量6MW5MW5MW輪轂高度112米

7、120米102.6米風(fēng)輪直徑114米126米116米已安裝地點德國埃姆敦、威廉港等地德國Brunsbüttel德國不萊梅單機容量1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展Repower5M雙饋感應(yīng)電機變速風(fēng)電機組其葉片直徑126米，機艙重量400噸，輪轂高度100-120米。1.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理及其發(fā)展Repower5M雙饋變速風(fēng)電機組德國：Repower公司額定容量：5MW變槳距控制變速風(fēng)機(雙饋電機)葉片直徑：126m機艙重量：400T輪轂高度：陸上：100-120m海上：90-100m圖片及資料來源