半岛体育app从技术上来说为什么风力发电难以并入电网?
栏目:公司动态 发布时间:2023-05-10
 半岛体育app第一个,这是个热门的硕博方向,目前技术已经极其成熟,没有任何困难。风机主要有两种模式:直驱式和双馈式。  先说双馈,双馈式比较老,风速是随时变化的,目前风机正常工作风速一般是3-25米每秒,对应风机转速范围比较大,而电网是固定的50hz(有波动但很微小),容易想到的办法是在风机前面装一个变速箱,把多变的风机转速变换成固定转速再并网。但两边肯定还是有转速差,风机实际上运行在异步发电

  半岛体育app第一个,这是个热门的硕博方向,目前技术已经极其成熟,没有任何困难。风机主要有两种模式:直驱式和双馈式。

  先说双馈,双馈式比较老,风速是随时变化的,目前风机正常工作风速一般是3-25米每秒,对应风机转速范围比较大,而电网是固定的50hz(有波动但很微小),容易想到的办法是在风机前面装一个变速箱,把多变的风机转速变换成固定转速再并网。但两边肯定还是有转速差,风机实际上运行在异步发电机状态。这类风机定子转子回路与电网既有交流电气联系,也有交直交变换,故称双馈式。缺点就是变速箱是一个高精密复杂机械部件,故障率很高。

  直驱式是近来才兴起的,他实际上采用了一个微型直流背靠背形式,风机工作在变速运行工况,通过整流成直流,再逆变成50hz交流,发电机是与风扇叶片直接相连的,而与电网是隔离的,故称直驱式。省略了变速箱,故障率低。

  第二个方面,大规模风机并网主要面临消纳难题。设有一个最大负荷2000万千瓦,最低负荷1500万千瓦的孤立纯火电电网,那么我只要留出大于最大一台机组的事故备用,平常开2200万千瓦火电机组就可以了,火电调峰最大能减到额定出力的45%,那么这2200万千瓦火电机组最低出力是990万,这就是说火电总出力可以在2200万到990万之间随意调整,完全能应付最大最小负荷时段。

  现在引入1000万千瓦风电,考虑同时率,这些风电最大也就能发到600~700万左右,最小可以到零。

  考虑系统最低负荷时有1500万千瓦,这时风电大发700万,那么这时火电出力被挤占到只有800万千瓦,已经低于火电最低技术出力,怎么办?两个办法:一是弃风,二是火电投油,火电锅炉改用一部分柴油做燃料以维持燃烧。火电投油成本很高,一晚上投三个小时几百万就没了。这样算下来风电弃风就是不二选择。

  那么少开点火电不就好了吗?好的,火电最低技术出力800万千瓦,那么反推回去,我们只开1777万千瓦火电。晚高峰的时候系统有两千万千瓦负荷,这时风电给你来个零出力,你缺的223万千瓦负荷怎么办?都停掉?这一点也不好玩。

  又有人说了,让火电夜里停,白天开不行吗?行,对于5万千瓦以下的小机组而言,基本可行,这叫两班制。但是对于35万,乃至66万千瓦火电机组而言,不行,35万千瓦火电机组开机一次成本30万人民币,66万千瓦机组开机一次成本100万人民币,这成本没有哪个发电集团能受得了。

  综上,一个2000万千瓦的孤立电网消纳不了1000万千瓦风电,无论如何消纳不了。不要提什么《可再生能源法》,法律再大,大不过自然规律。

  一个合理可行的解决办法就是大电网互联,跨大区互联。新疆甘肃风电发的大了,火电减到最低了,可以调减安徽,河南,山东,上海等省市的火电,通过增加特高压直流输送功率,半个中国的火电给新疆甘肃一两个省调风电,这就可以大大增加风电消纳能力。这也是特高压的一个重要的现实意义。

  对上级电网来说风力发电是调幅调频能力比较差的发电设备,电网适应性没有传统发电设备稳定,是电网不喜欢的。

  如果说储能技术,那是另外一个方向(个人没归纳为风力发电技术,是附属衍生类产品),好比给服务器配个UPS,UPS不影响服务器的性能。

  先占个坑,将来深入学习之后系统的回答一下。与其他回答换一个角度。风力发电存在一个非常明显的问题,就是资源与负荷距离较远。我们知道的西北、新疆、内蒙等地风力资源丰富,以及现在兴起的海上风力等,如想利用,长距离传输是一个关键问题。长距离传输的并网稳定性问题是现在研究的一个热点吧,特高压直流和灵活交流输电就是为了能够更好的解决这个问题。但是,大量用于HVDC、FACTS中的电力电子器件在满足远距离输电的同时,会使风机并网过程中产生次同步振荡现象,会损害风机以及威胁电力系统的稳定。未来研究生阶段的研究方向是风力发电的次同步振荡现象相关研究,本科电气工程基础学习,现在刚刚接触新能源方向,希望以后能够深入学习研究,有能力回答专业相关问题。

  既然问题要“从技术上来说”,首先要说清楚这个问题并不是所有地区的风电都存在,主要弃风地区是西北、东北这些风资源丰富、装机量较大、经济相对落后的地区,这些地区的风电难以消纳,主要是地方电网没有这么大的需求,以甘肃为例,该省2016年底风电装机1277万千瓦,春节期间电网最大负荷1100万千瓦(相当于珠三角一个地级市的负荷),即使所有火电、水电、光伏全停也消纳不了这么多风电,从电网安全角度,也不能把火电全停了,所以必须靠外输才能解决,风电的上网电价又比较高,长距离高压输电线路的建设投资和难度很大,所以这个问题需要国家统筹,也不是几年内能解决的。不过国家对于风电消纳一直很重视,这个问题最终一定会解决。东北地区的弃风主要出现在冬季,因为要供暖,火电都满负荷发电了,风电就只好受限了。

  总体看,风电消纳不是个技术问题,而是一个商业问题,就像新疆有大量优质廉价农产品,但大城市的超市里仍然摆满了高价难吃的进口水果。

  风力发电是确实比其他能源清洁,但是最大的问题,就是风的随机性。传统的火电相比风电的最大优势就是稳定,人家想在什么时间,发多大功率,就发多大功率。风电呢,只能看老天爷,功率基本上是随时在变化的,这就是风电并网的最大问题,虽说现在频率问题通过变频器得到了一定解决,但是,风功率还是不稳定,不稳定就意味着对电网有影响,虽说风电的容量一般不大。但是多少还是会有影响的。还有个原因就是风电的成本要高于火电,所以呢,电网不喜欢风电,既不稳定,又贵,这就是风电的缺点。