1。2。2世界风电技术的发展
(1)并网与离网运行方式
开发利用新能源,一些发达国家和地区处在领先的地位。因为这些地区的电网铺设覆盖区域较广,风力发电的风场易于与电网并网,这使其可以更加高效地将发出的电能输送的用户。因此,这些地区大都采用并网发电的形式,来建造风力发电装置。将风力发电机发出的电能输送至电网端,这样的风力发电系统就是并网型。对并网型风力发电机组进行控制,需要使其在额定功率下运行,控制方式根据发电机组结构的不同而不同,主要有定桨距失速控制、变桨距龙之和变速控制等。
当独立运行的风力发电系统容量很大时,因为风能的不稳定性和随机性,无法产生稳定的电能。为了给用户提供稳定可靠的电能,同时又不过分依赖于蓄电池,风力发电机组需要和其它的发电系统配合工作,一般有:风力-柴油发电联合运行和风力-太阳能电池联合运行两种方式。
(2)电力电子技术
随着新技术的发展,很多新技术也运用到了风力发电中。近年来,电力电子技术取得了长足的发展,将其运用到风力发电中可以有效地提高风电转换效率。电力电子技术主要是使用功率半导体器件,将电能从一种形式变换为另一种形式。根据用电器的不同要求,可以改变电能的电压、电流、频率以及波形,达到高效利用电能的效果。大家公认的是,固态的电子技术推动了第一次电子技术的发展,而固态的电力电子技术则推动了第二次电子技术的发展,电力电子技术是一项复杂的技术,融合了多门学科,包括机械、电气、电子等[1]。
近年来在功率半导体器件方面所取得的成果,推动了电力电子技术的成长。上个世纪五十年代后期晶闸管的问世,开启了现在电力电子技术新篇章,在这之后,基于晶闸管而研制新型功率半导体器件层出不穷,比如:电力场效应晶体管、门极可关断晶闸管、绝缘栅双极晶体管、功率半导体二极管等。因为这些新型功率半导体器件如雨后春笋般的出现,电力电子技术也得到了长足的发展。使用这些技术的电力变换器,在变换电能时,随着软开关技术和PWM调制技术的应用,可以更加高效地进行电能变换,同时电能变换的质量也得到了提升。PWM逆变器就是一个典型的例子,它具有诸多优点,既可以当作整流器来使用,又可以当作逆变器使用,而且还可以很好地过滤掉谐波。在研制优化风力发电系统的过程中,人们开始越来越多地使用电力电子技术,使风力发电系统可以跟家高效地利用风能。文献综述
在风力发电系统中,发电机负责将风力机的机械能变换为电能,无疑是最为重要的部件。发电机的类型可以大致分为:直流发电机、同步电机和异步感应电机。在将发电机运用到风力发电系统中的时候,还需要根据环境的不同,以及风场的风力资源条件,而做出不同的选择。
(3)储能技术
在普通发电厂运转时,可以根据用户对电能的需求量,通过控制燃料的燃烧,而选择增加或者减少发电量。但是风力发电却不能主动控制发电量的多少,因为世界大部分地区的风力资源会随着季节的变化而变化,同时风力的大小、方向每时每刻都在变化,独立运行的风力发电系统产生的电能也是有波动的,无法为用户提供稳定的电力。为了解决这一问题,使独立运行的风力发电系统可以根据用户的需求而提供电能,需要先将电能进行存储,再对用户供电。当前的储能方式大致有:蓄电池、飞轮储能、压缩空气储能和超导线圈储能等。目前我国主要采用蓄电池进行电能的存储,因为蓄电池技术已经非常成熟,价格也相较便宜,可以节约建造风力发电机组的成本。