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电子电力技术与可再生能源的风力发电

2013-09-16 17:38
络遇
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  电力一电子学(PowerEleetronics)、微电子学(MicroElectronics)构成了电子学(Electronics)的主要内容。

  新一代电力电子技术的研究内容包括了两个方面:即新型电力电子器件的开发及其应用。由于这种技术是微电子技术和传统电力电子技术在高层次上的溶合,吸收了多种科学技术的最新成果,因此被视为一项综合性较强的技术,得到了人们的普遍关注。加之其明显的节能、省材、提高生产效率等特点,在美国、日本、西欧等工业发达国家取得了迅速发展。在器件上已摆脱了70年代中期以前单一晶闸管的工作模式,进入了“功率集成”的层次;应用上也已从直流电解、直流牵引、直流传动等传统领域扩展到电力传输、交流传动、开关电源、感应加热、家用电器等诸多新领域?。从目前世界的能源结构来看,以资源有限、污染严重的石化能源为主的能源结构将逐步转变为以资源无限、清洁干净的可再生能源为主的能源结构。太阳能、风能、水能、海洋能、生物质能、地热能、燃料电池等可再生能源作为新兴的绿色能源,以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点,正得到迅速的推广应用。电力电子技术作为可再生能源发电技术的关键,直接关系到可再生能源发电技术的发展¨。可再生能源发出大小变化的直流电或频率变化的交流电,需要电力电子变换器将电能进行变换。

  1电力电子技术在再生能源发电系统中的应用及发展趋势

  1.1逆变器及并网控制技术

  可再生能源发电输出功率的并网主要采用针对变速恒频双馈风力发电机组的AC—AC变换器并网和采用逆变器的并网方式。

  I.2太阳能充电控制器.

  为提高太阳能发电的可靠性,需配备一定容量的蓄电池组。铅酸蓄电池组成本较高,且使用寿命有限,若使用不当,会严重影响寿命。采用自适应控制算法则能很好地兼顾蓄电池充电控制和太阳能电池最大功率跟踪控制。

  1.3变速恒频风力发电系统

  目前我国风力发电基本都是采用并网型异步风力发电机组,运行方式是不加控制的直接并网运行,风速风向变化时很容易对电网形成冲击、注入谐波、造成污染,甚至影响局部电网运行的稳定性。解决这一问题的方案是采用变速恒频控制,即当风速改变引起风轮转速变化时,仍能保证输出电能频率恒定。

  风能是洁净的,可再生的,储量很大的能源,为了缓解能源危机和供电压力,改善生存环境,在20世纪70年代中叶以后受到重视和开发利用。风力发电有很多独特的优点:施工周期短,投资灵活,实际占地少,对土地要求低等,但仍在并网、输电、风机控制等方面存在问题,阻碍了风力发电的广泛应用。因此,要大规模的应用先进的电力电子技术到风力发电当中,有效的解决现有问题,使得风力发电成为电力行业的生力军。

  以下将从不同角度展现电力电子技术在风力发电中的应用。

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