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终端用户分布式新能源接入智能电网技术研究

2012-04-18 15:24
小伊琳
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  (2)风力发电的接入和并网方式。目前,已有各种类型的风力发电机结构、发电方式和并网控制方式,如风力发电机有异步发电机、同步发电机和双馈式感应发电机三类,驱动方式有齿轮箱驱动和直驱式两类,运行方式有定转速和变转速两种,变转速风力发电机组的部分或全部容量采用变频器并网运行。全部容量采用变频器的直驱式风力发电机组采用永磁同步发电机,能够在较宽的转速范围内运行,具有转矩密度高的优点,发展前景看好。现代风力发电机都有偏航系统和液压系统等,以提高运行性能,偏航系统可以随时跟风,使风轮总是垂直于主风向。液压系统用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等。小型风力发电系统主要由小型风力发电机(直驱式永磁同步发电机或异步发电机)、传感器、储能型蓄电池和充放电控制器、DC/DC升压电路、变频器、滤波器和系统控制器等组成。核心部件是风力发电机、变频器和系统控制器。并网方式可以将变频器输出经隔离变压器接入电网,或者将变频器输出直接与电网连接。特点与光伏发电系统相同。小型风力发电系统可以预先在控制器中预设风速-最大功率曲线表,由风速传感器实时检测风速,并测量整流器输出侧直流电压,然后根据功率平衡原则,用查表法查找对应的最大功率,使变频器达到最大功率输出,实现最大功率跟踪。

  (3)风力发电和光伏发电系统的控制器。风力发电和光伏发电系统的系统控制器是整个系统的神经中枢。两者除数据采集的参数有区别外,系统控制器的结构是相同的,目前都可以采用可编程序控制器(PLC)和人机界面组成,本文采用西门子S7-1200系列PLC和精简系列面板,利用PLC的编程组态软件,可以实现功能强大的控制作用。PLC与人机界面使用以太网(PROFINET)连接,并与上位计算机的通信。人机界面用于显示系统的测量参数及控制状态,还可用于对发电系统的手动控制。上位机可以显示发电系统的运行状态,并设定控制参数。通过以太网接口,可以将发电系统接入互联网,实现网络化远程监控。系统结构如图1所示。

  5.结论

  本文通过相关文献和初步设计对新能源发电技术进行了研究,得到如下结论:目前国内电网接纳能力是大规模发展新能源发电的重要基础和环境,这有赖于坚强智能电网的发展,大力发展微网发电系统是改变能源结构迈向低碳经济社会模式的必由之路,这有赖于微网技术的发展和市场的有序发展和培育,也是建设坚强智能电网的目标。未来的能源市场是由生产商、投资商和消费者共同参与博弈的市场。目前,微小型风力发电和光伏发电技术已能满足并网技术的要求,随着微网和物联网技术的发展,将实现网络化控制。大中型风电场、光伏发电场主要存在有功功率调整和动态无功功率调整控制功能方面的缺陷,这有待于进一步研究。

  参考文献

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