风电并网系统变流器容量(并网型风力发电系统)

海潮机械 2023-01-17 03:55 编辑:admin 151阅读

1. 并网型风力发电系统

指将发电机同步并入电网,以向电网输出电能。发电机组都有个并机柜,这个就是把两台或者多台机组并联起来使用,然后和市电网并联,使发出的电和电网的电相同,这一过程叫做电网。

发电机要并网的原因:

发电机只有并网运行时,才能发电并把电能输送出去供人们使用。因为断电了,发电机组运行发出的电就要通过电网接口,继续供电,所以要并网。

发电机并网的原理:

发电机并网是通过发电机出口开关的合闸,把发电机和电网(也可以认为电网就是好多需要用电的用户)联接起来,让电能源源不断地输送出去。

发电机并网有三个条件:发电机的频率、电压、相位必须与电网的频率、电压、相位保持一致,才能并网发电。三个条件完全一样叫同期;有一点偏差,但是在允许的范围内叫准同期。

而解列就是不发电了,还是通过这个出口开关的分闸,把发电机与电网断开,这就叫解列,等需要发电的时候再同期合闸,这就叫并网。

2. 并网型风力发电系统中电力电子变换器的作用

直流变压器有两种基本类型,即输出稳压的 DC-DC 变换器和输出电压随输入调节的“直流变压器”。

直流变压器和交流变压器类似,将一种直流电压变换成另一种或多种直流电压;通过高频斩波、变压器隔离、高频整流来实现一种直流电压到与之成正比的另一种或多种直流电压的变换,可用于功率传输和电压检测等场合。与交流输电相比,高压直流输电具有输送功率容量大、损耗小、输送距离远、稳定性好等特点,而有广阔的应用前景。

目前在高压直流输电系统中整流侧和逆变侧,仍然要工频变压器来实现和交流电网相连,体积大,质量大。直流输电仍然作为交流输电一种辅助功能,没有直接用于用电设备。

为了适应将来将高压直流输电直接应用于用电设备,尤其对大规模非并网风力发电等独立电力系统,原方案就显得笨重而不经济。需要具有和交流隔离变压器功能类似的直流变压装置,将高压直流电转换成隔离的满足用电设备要求的低压直流电。

直流变压

3. 并网型风力发电系统分类

并网:光伏组件通过并网逆变器发电上传至国家电网。自用,余电接入国家电网。

离网:光伏组件通过充电控制器给蓄电池充电,通过逆变器给负载使用。

先用光伏的电,余电储存,不可将电接入国家电网微网储能:由多种能源体搭建而成,光伏发电,风力发电,柴油机发电,水力发电,将这些电通过EMS能源管理系统,以最优的配置管理,自用,用蓄电池储能,余电接入国家电网。也有户用级的。三种逆变器应用不同的场合:

并网:有市电接入点,平时有市电可用,当阴雨天组件不能发电时,不影响用户使用。

离网:目的是将光伏发电供自己用,多余的电储存起来晚上或阴雨天时用,不受市电停电的影响。在无电地区应用比较多。

微网储能:一般应用在大型无电地区,以镇,村级为单位,海岛上等大型公共场合。一般户用级也有安装储能逆变器的,可能成本上高了一些。总之,根据自己的应用条件来选择适合自己的光伏系统,在应用,成本上都能得到最优的配置。

4. 并网型风力发电系统分类及特点

双馈(感应)风力发电机和双馈异步风力发电机不一样。

双馈异步风力发电机(DFIG,Doubly fed Induction Generator)是一种绕线式感应发电机,是变速恒频风力发电机组的核心部件,也是风力发电机组国产化的关键部件之一。该发电机主要由电机本体和冷却系统两大部分组成。电机本体由定子、转子和轴承系统组成,冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种结构 。

双馈感应发电机的定子绕组直接接入电网,转子绕组通过变频器接入电网。转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位由变频器根据运行要求自动调节。该机组可实现不同转速的恒频发电,满足电力负荷和并网要求。由于采用交流励磁,发电机与电力系统构成“柔性连接”,即励磁电流可根据电网电压、电流和发电机转速进行调节,发电机输出电流可精确调节以满足要求。

5. 并网型风力发电系统的工作过程

风电变流器,是双馈风力发电机中,加在转子侧的励磁装置。 其主要功能是在转子转速n变化时,通过变流器控制励磁的幅值、相位、频率等,使定子侧能向电网输入恒频电。 包括功率模块、控制模块、并网模块。

变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术,核心控制采用具有快速浮点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”;在发电机的转子侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略,电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略;系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网和最大功率点跟踪控制功能。 功率模块采用高开关频率的IGBT功率器件,保证良好的输出波形。 这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点,可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电能质量。 这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控制,是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。

6. 并网型风力发电系统拓扑结构

首先:heric的字面意思就是Highly Efficient Reliable Inverter Concept,一种高效可靠的逆变器概念;再者:heric逆变器也是非隔离的拓扑结构!传统的光伏并网逆变器都是采用变压器来进行电隔离,以此保障人身安全,但是这样大大降低了系统效率。heric就是一种无变压器光伏逆变器拓扑,该拓扑是在H桥的桥臂两端加上两个反向的开关管进行续流,以达到续流阶段电网与光伏电池隔离的目的。

7. 并网型风力发电系统主要用于

现在的风力发电机一般是异步发电机,必须与电网相连才能产生励磁而发电。

早期的风电场采用的是小型恒速风力发电机,它的优点在于并网研究相对简单,因为感应电机的自然滑动可以轻易的获得很大的阻尼,往往只需增加少量的额定功率既可产生很好效果;缺点在于它必然受困于电抗储能与释放能量的延时性同并网的瞬时性之间的矛盾。

但目前这个问题已经得到解决,因为我们总可以通过吸收电抗储能的方法来限制电路中的电压升高。

但是随着风力发电机中同步发电机的出现,对于如何并网提出了很高的要求。

对此人们提出了大量设计方案,例如在驱动装置上采用了可拆卸元件,或是使用弹簧调节器来反应发电机转子和变速箱结构。

在适当的功率下这些装置可以很有效的发挥作用,使并网成功。值得一提的是,现代风力发电机组主要采用的就是由此装置衍生出来的软并网方式,即采用电力电子转换装置在发电机机轴转速同电力网络频率之间建立一种柔性连接。