《南京工业大学风力发电原理 第八章讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南京工业大学风力发电原理 第八章讲解（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、风力发电原理,谭剑锋,第八章 离网风力发电系统,第七章 垂直轴风力发电机组,需要掌握：,离网风力发电机组应用,离网风力发电机组结构,互补发电系统,储能装置,一、离网风力发电机,离网型风力发电机组：不连接电网运行的风力发电机组 要求：取决于用户，而非电网 缺点：需与蓄能装置或其他电源相连，解决风能不稳定问题,一、离网风力发电机,1、大用户直接供电,离网风力发电机主要用途：大用户直接供电、农户、村落、牧场等,地域：风能资源丰富 条件：用户对电压、电流稳定性要求不高 补充：电网,2、小用户供电,地域：离电网偏远地区，风能资源丰富 条件：对电能要求不高 补充：光电互补，柴油发动机 我国：70,80年代
2、开发小型风力发电机,一、离网风力发电机,直流发电机系统,防止蓄电池组逆向给风力机供电 蓄电池容量选择至关重要，,交流发电机系统,直流负载供电 交流负载供电,二、小型风力发电机,小型风力发电机基本结构：风轮、对风装置、调向装置、发电机、塔架、制动机构,叶片与风轮,叶片材料：轻型玻璃钢纤维强化材料/实心玻璃钢 叶片形式：平板型、弧板型、流线型 叶片数目：35,调速装置,大型风力发电机：变桨距/发电机 小型风力发电机：调速装置，改变风轮迎风面积,侧翼装置,偏航：偏航力矩弹簧力矩,偏心装置,偏航：风轮推力矩弹簧力矩 水平式和上下式,二、小型风力发电机,对风装置,大型风力发电机：伺服电动机及液压驱动偏航
3、系统 小型风力发电机：尾舵调向,尾舵-风轮距离：0.81.0D 尾舵面积：4%(高速风力发电机) 10%(低速风力发电机),二、小型风力发电机,发电机,直流发电机,交流发电机,永磁或自励磁交流发电机,体积小、效率高、电压波形好、过载强、电磁干扰小、寿命长,塔架,蓄电池,控制器和逆变器,二、小型风力发电机,三、互补发电系统,风能不稳定，需与其他发电方式互补组成系统,1、风-光互补发电系统,风力发电-光伏发电系统互补 风力：夜间较好 光伏：白天较好,主要特点：,弥补风力和光伏发电系统不足，提供更加稳定电能 充分利用地面和高空 公用一套送电设备，减低成本 共用一套管理人员，提高效率 系统设计复杂，控
4、制要求高 维护难度大 互补特性地域性差异大,优点,缺点,三、互补发电系统,太阳能电池组件,光伏发电基本单元：太阳能电池 基本原理：半导体材料的光生伏特效应 主要材料：单晶硅、多晶硅、非晶硅、金属化合物,最小能适用的单元：太阳能电池组件,太阳能电池的伏-安特性(U-I特性)：输出电压与电流之间的关系,太阳能电池既非恒压电源，非恒流电源,短路电流,开路电压,最大功率电流,最大功率电压,最大功率,三、互补发电系统,日照降低、电池电流减小，输出功率减小 温度升高，电池电压减小，电流变化较小,稳定的太阳能供电需与蓄电装置连接，并配备日光跟踪装置,2、风力发电机蓄电池系统,主要用于负载轻的场合,风力发电机
5、容量选择,选择原则：,根据用户一年总耗电量选择安装容量 根据一年风电日盈亏变化曲线验证合理性 采用风电月均衡法验证安装容量是否满足用户要求，月份风电富裕度应10%,三、互补发电系统,容量选择必须考虑风电输出端到用户端电能传输、变换、利用效率,风电机组最小保证发电量 用户负荷耗电量 用户风电供电百分比 传输、变换、利用效率(0.60.9),蓄电池容量选择,作用：稳定供电,容量选择方法：,年能量平衡法 年最长连续(平均)无效风时能量法 风电盈亏平衡法 基本负荷用电保障小时法,三、互补发电系统,年能量平衡法,基本方法：风电机组一年发电量与负荷耗电量之间的电能平衡 要 求：全年发电量负荷用电量,蓄电池
6、容量 系统最多连续亏点量 蓄电池输出电压,年最长连续(平均)无效风时能量法,当地风速风电机组运行风速,用户日耗电量 最长连续无效风速/年平均无效小时数(1h除外) 蓄电池效率,低风月，蓄电池处于不饱和充电状态,近似风速分布 蓄电池出现深度放电充电不足,三、互补发电系统,风电盈亏平衡法,风电发电量曲线+用电量曲线=风电小时盈亏情况,蓄电池放电率,基本负荷用电保障小时法,基于无效风时能量平衡法 用户负荷：基本负荷的日负荷 供电时间：最长无效风连续时间,需当地风力资源测量,三、互补发电系统,3、风力-柴油互补发电系统,风力-柴油并联运行,减小风电入网冲击，柴油机组额定功率/风力发电额定功率=2:1,
7、消耗多余电能，保证柴油机运行在25%额定功率,三、互补发电系统,风力-柴油交替运行,交替切换、短暂停电、对电器和发电设备不利,三、互补发电系统,风力-柴油-蓄电池联合,起停次数少，但成本高,多台风力发电机组,三、互补发电系统,四、储能装置,机械：飞轮、抽水、压缩空气 化学：蓄电池、电化学制氢 电磁：超导 相变：物质相变的潜能，晶体结构变化储能,蓄电池（铅酸蓄电池）,酸性蓄电池和碱性蓄电池，铅酸、锂离子、镍铬、锂聚合物等,放电： 负极：氧化； 正极：还原 充电： 负极：还原； 正极：氧化,通过测量电解液比重判断蓄电池储电量 充电过程伴随点解水，存在氢化和升温现象,工作状态：,放电状态、充电状态、浮充状态 浮充状态：蓄电池维持一定化学能储量保持的工作状态，不损失储能,避免深度放电 避免大电流充电，采用充电电流先大后小方式,四、储能装置,抽水蓄能,效率7075%,飞轮蓄能,安装在风轮前端，需离合器,其他储能方式,超导储能 电解水,四、储能装置,小结,离网风力发电机结构特点,调试原理,风光互补发电特点,蓄电池容量选择,储能方式,思考题,1与并网风力发电相比，离网风力发电机结构特点？ 2离网风力发电机调试方式与并网有何差异？ 3选择蓄电池容量需要哪些数据？ 4. 储能方式有哪些？,
