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伴随着经济的发展及人口的增长,人类对能源的需求增加,而以煤炭、石油为主的常规能源存在有限性,且污染和破坏自然环境。风能是一种清洁的可再生能源,并且资源丰富,有着无需开采、运输的特点。目前风力发电系统分非直驱风力发电系统和直驱风力发电系统,前者主要采用齿轮箱对风轮机提速后,驱动常规异步发电机,而直驱风力发电在整个体系结构中,由于省去了增速齿轮箱,减小了风力发电机的体积和重量,省去了维护,降低了风力发电机的运行噪声,所以研究直驱风力发电系统的电能变换装置对提高风电转换效率及开发风力发电技术的推广,有着重要的社会效益和经济效益。
1 常规直驱风力发电系统的特性
直驱风力发电系统采用低速的永磁同步发电机取代了异步发电机,在永磁直驱风力发电系统中,风轮机将捕获的风能以机械能的形式驱动永磁发电机,永磁发电机的转速随着风速的变化而进行变化,发出电压和频率都变化的电能,需要经过电能变换电路输出恒压恒频的电能。现阶段常规离网型户用风力发电系统的基本结构如图1所示。
风速的时变性,使得风力发电机的电压及频率变化,不易于直接被负载利用,所以目前的独立运行风力发电系统通过“交流-直流-交流”的转换方式供电,且要考虑风速很弱及无风的情况,系统的装置中使用了蓄电池进行储能。先用整流器将发电机的交流电变成直流电向蓄电池充电,再用逆变器将直流电变换成电压和频率稳定的交流电输出供给负载使用。系统的能量传输分配中要经过两次能量转换:电能-化学能-电能,能量的利用率偏低,且由于风力发电发出的能量较小,往往达不到负载需求的电能。
2 改造后的直驱风力发电系统
2.1 风力发电系统的基本组成
针对直驱风力发电的特性,研究设计的风力发电系统应由风轮机、永磁同步发电机、电能变换装置(整流器、直流调压装置、逆变器)、控制器、泄能负载、蓄电池、制动刹车装置和用户负载等组成,其设计研究的永磁直驱风力发电系统的结构组成原理图如图2所示。
2.2 能量传输分配分析
分析在正常情况下的能量流动路径,由图2所列出的风电系统的供电模式可知,在考虑风速大于切入风速及小于切出风速时,风力发电控制系统中的能量传输的关系大体上分4种情况如图3所示。
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运达风电位于浙江平湖独山港海边的风力发电机组(文中提到的5兆瓦机组),图片由运达风电提供。不同纬度的地球表面在太阳光的照射下会产生温度差异,于是有了气压的高低;当空气从高压地区向低压地区移动时,风就形成了。在古代,航海家在风力的引导下探索世界;在农业社会,人们利用风力带动风车碾磨
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大连供电公司、大连热电集团公司香海热电厂的研究人员周围、韩礼冬、李钢、赵静撰文,阐述了微电网中永磁直驱风力发电机组的工作原理,应用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台,设计了一套并网运行的永磁直驱风力发电系统,该系统包括了具有定叶尖速比控制功能的永磁直驱风力发电机原动机模型,和基于非交互
近日,国家科技部组织专家来杭对风力发电系统国家重点实验室进行了验收。据悉,落户于杭州临平钱江经济开发区的实验室是浙江省首个也是唯一一个依托企业建设的国家重点实验室。实验室依托浙江省大型清洁能源企业浙江运达风电股份有限公司建立,于2010年12月17日获国家科技部批准建设。程时杰院士等七位
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继全新一代18兆瓦海上直驱风电机组获得2023年“央企十大国之重器”后,由东方电气集团研制的拥有完全自主知识产权的全球最大的26兆瓦级海上风力发电机组再一次从央企重点项目中脱颖而出,入围2024年“央企十大国之重器”。从全球领先到超越自我,这不仅是东方电气人在能源发展创新道路上的不断探索,也
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3月12日,中国华电集团有限公司董事长、党组书记江毅在集团总部与怒江州委书记洪维智举行会谈。中国华电副总经理、党组成员吴敬凯,怒江州委副书记、州长李文辉,怒江州委常委、常务副州长杨永铸参加会谈。江毅对洪维智一行的到来表示欢迎,并介绍了中国华电经营发展情况。江毅表示,中国华电深入学习
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