風力發電機技術論文
隨著科技的不斷進步與發展，風電技術越來越受到企業及研究人員的重視，下面小編整理了，歡迎閱讀!
篇一
風電儲能技術分析與研究
[摘 要]本文首先概述了風力發電儲能技術，然後詳細闡述了風力發電儲能技術的具體應用。隨著我國對於能源需要的不斷增大，風能的作用也就顯得越來越重要了。因此，研究風力發電系統中儲能技術就具有非常重大的現實意義。
[關鍵詞]風力;發電系統;儲能技術;
中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X***2015***15-0376-01
一、前言
隨著科技的不斷進步與發展，風電儲能技術越來越受到企業及研究人員的重視，本文著重就該部分內容進行了研究。
二、風力發電儲能概述
能源是整個世界經濟發展的重要基礎，人類社會的發展與能源開發利用是息息相關的，人類歷史上每次使經濟產生質的飛躍都是從新型能源的利用開始的。經濟的發展對能源的需求量越來越多，而今使用的傳統化石能源消耗速度遠遠大於自然自身補給速度，從而導致傳統能源逐漸趨於枯竭，同時由於能源的不合理開法和利用所排放的有害氣體導致環境破壞日益嚴重。從社會的可持續發展戰略來看，開發和利用可再生能源替代傳統化石能源是能源結構調整的重要發展方向。因此，世界各國必須尋求一種可再生能源來代替日益匱乏的傳統化石能源，在過去的半個多世紀，儲量豐富、分佈廣泛、無汙染、使用便利的風能已經受到極大的關注，並被確認為最有前途的替代能源。隨著人類對風能的開發和利用，風力發電市場迅速發展起來，進入 20 世紀九十年代以來，世界各國掀起了風力發電應用的新浪潮，風力發電在全球範圍內得到前所未有的發展。
我國風能資源豐富、分佈廣泛，主要分佈在新疆、內蒙古等北部地區和東部沿海地區及附近島嶼，這些地區工業汙染和能源緊缺問題也比較嚴重，風電併網的開發利用成為解決這一問題的重要策略之一。但是由於風能的間歇性和隨機性，風電功率隨著風速大小變化而隨機波動，儘管大電網允許一定容量波動的風電功率併網，一旦超過一定容量，其功率的波動就影響電網執行的穩定性，隨之帶來諧波汙染、閃變等影響電能質量，為保證電網執行的可靠性和電能質量的優質性，電網不能接納超過一定容量的風電電能，從而導致無法併網的風電被捨棄，這一狀況嚴重阻礙了我國風電的大規模發展。據國家電監會公佈的《風電、光伏發電情況監管報告》和電科院關於電網接納風電能力的論證報告，可知目前我國大規模風電併網和電網接納的矛盾日益突出。
三、風電儲能技術
現有的儲能技術主要包括物理儲能、化學儲能、電磁儲能和相變儲能等四種類型。物理儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等，電磁儲能包括超導磁儲能***SMES***和超級電容儲能等，化學儲能包括鉛酸電池、鋰離子電池和鈉硫電池等，相變儲能包括冰蓄冷儲能和相變建築材料儲能等。各種儲能的功率/能量特性及其適應範圍不同。需要說明的是，與其他儲能方式相比，相變儲能並非以電能形式釋放儲存的電能，且其功率/能量等級涉及的因素很複雜，因而此處不予討論。但是，隨著智慧電網的推進，其將在需求側管理***DSM***方面發揮重要作用。
根據不同儲能方式的能量/功率等級、響應速度、經濟性等特點，其可應用於電力系統的削峰填谷、調頻/調峰、穩定控制、改善電能質量乃至緊急備用電源等不同場合。
四、風力發電儲能技術的具體應用
1、利用儲能系統增強風電穩定性
增強電力系統穩定性的根本措施是改善系統平衡度，儲能系統能夠快速吸收或釋放有功及無功功率，改善系統的有功、無功功率平衡水平，增強穩定性。針對電壓穩定性問題，儲能系統改善電壓穩定性並增加系統的風電接入容量問題，但該文僅對儲能系統做了理想的假設，缺乏有效的動態模擬及理論分析。利用超導儲能和超級電容儲能系統增強風電穩定性的問題，設計了相應的控制策略，結果顯示，超導儲能和超級電容儲能系統均能有效降低風電併網PCC的電壓波動，平滑風電機組的有功輸出，增強系統穩定性。頻率穩定性問題的研究主要集中在儲能系統平滑風電輸出功率方面。研究表明採用超導儲能系統改善頻率穩定性問題，模擬結果表明，超導儲能系統在文中既定的條件下使得系統的最大頻率偏差從0.369Hz降為0.095Hz，有效改善了系統的頻率穩定性，且超導儲能系統容量越大系統頻率偏差越小。
2、利用儲能系統增強風電機組LVRT功能在風電機組比例較高的電力系統中，LVRT是影響系統穩定性的關鍵因素之一。通過對有、無LVRT功能的風電機組在故障情況下的電網電壓恢復情況的比較，結果顯示，有LVRT功能的風電機組併網能夠有效解決風電併網所產生的電壓穩定性問題，有利於系統穩定性的增強。
3、利用儲能系統增加風電穿透功率極限
不同電網，限制WPP水平的主導因素不同，採用的儲能系統也不同。很多研究人員探討了採用飛輪儲能、電池儲能和超導儲能系統增加WPP的問題，結果表明，這3種儲能系統都能有效增加系統的WPP，並能改善PCC的電壓波動性，在冬季大方式和夏季小方式兩種極端工況下，頻率偏移和線路功率約束是限制WPP的主要因素。
4、利用儲能系統優化風電經濟性
隨機波動的間歇性風電接入電網，將導致系統備用容量增加，系統執行經濟性降低。合適的儲能系統能夠有效解決這一問題，實現電網與風電場的雙贏。此外，在電力市場環境下，風電的競爭力較差，採用儲能系統配合風電場執行，能夠實現風電效益最大化。
五、風電儲能展望
受自然條件限制，可再生能源發電具有很大的隨機性，直接併入電網會對系統造成一定的衝擊，增加系統不穩定的因素。因此，通過研發高效儲能裝置及其配套裝置，與風電、光伏發電機組容量相匹配，支援充放電狀態的迅速切換，確保併網系統的安全穩定已成為可再生能源充分利用的關鍵。
儲能技術將在平抑、穩定風能發電或太陽能發電的輸出功率和提升新能源的利用價值方面發揮重要作用。風電、光伏等可再生能源發電裝置的輸出功率會隨環境因素變化，儲能裝置可以及時地進行能量的儲存和釋放，保證供電的持續性和可靠性。在風力發電中，風速的變化會使原動機輸出機械功率發生變化，從而使發電機輸出功率產生波動而使電能質量下降。應用儲能裝置是改善發電機輸出電壓和頻率質量的有效途徑，同時增加了分散式發電機組與電網併網執行時的可靠性。分散式發電系統可以與電網連線，實現向電網的饋電，並可以提供削峰、緊急功率支援等服務。而一些可再生能源分散式發電系統，受環境因素的影響較大，因此無法制訂特定的發電規劃。
針對變速風電機組設計了附加頻率控制環節進行研究，分別通過對轉子和風輪機的附加控制，使得DFIG對系統的一次調頻有所貢獻。針對這些控制方案將降低風電機組效率的缺陷，採用飛輪儲能系統輔助風電機組執行，通過對飛輪儲能系統的充放電控制，實現平滑風電輸出功率、參與電網頻率控制的雙重目標，並通過模擬驗證了方案的可行性。
六、結束語
加強對風電儲能技術的研究，可以使風電儲能更加完善，使風能發電更加實用，是非常具有現實意義的研究。
參考文獻
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