直驱型风力发电系统仿真与实验研究(适用电气B方向)文献综述

 2021-11-08 10:11

毕业论文课题相关文献综述

一、选题背景

人类开发和利用自然能源的历史源远流长,第三次工业革命的到来,使人们对能源的认识有了资的飞跃。[1]工业的飞速发展以及电力系统的形成,使人们对化石类燃料的需求达到了空前的境地,随之而来就是对地球环境的巨大的破坏。因此能源,环境问题成为当今人类生存和发展所需要解决的紧迫问题,对可再生能源的开发和利用,已经成为各国能源发展战略[2]。

风能是一种清洁的,,储量极为丰富的可再生能源[3]。随着风力发电技术的飞速发展,风电成本的持续下降,风电已成为重要的可再生能源。风力发电的优点有:(1)风电环境效益好,不排放任何有害气体和废弃物。是一种清洁的可再生能源。(2)风力发电场建设周期短。单台风力发电机组安装仅需几个星期,可多台同时安装,互不干扰。(3)占地面积小。[4]风电场虽然占了大片土地,但是风电机组基础使用面积很小,不影响农田和牧场的正常生产。多风的地方往往是荒滩或山地等土地利用率低的地方。[5]

二、课题现状

我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。据中国气象科学研究院估算,全国风功率密度为 100W/m2,风能资源总储量约 32.26 亿 kW,可开发和利用的陆地上风能储量有 2.53 亿 Kw(依据陆地上离地10 Km高度资料计算)。主要分布在东南沿海及附近岛屿、新疆、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北和青藏高原等部分地区,每年风速在 3m /s 以上的时间近 4000 小时左右,一些地区年平均风速可达 7m/s 以上,具有很大的开发利用价值。[6]

我国风电发展从 1986 年山东荣城建立第一个风电场,到 2005 年底将突破 100 万千瓦,经过 20 多年的发展,风机的制造也从几十千瓦的小机组,到向兆瓦级机组发展。[7]

但是风力发电机组的大型化,变桨距控制技术,主动失速控制技术,无齿轮箱风力机直驱发电机技术,变速恒频运行等先进风力发电技术还未得到解决。因此,深入研究风力发电的各项技术对于持久开发风能和实现大型先进风力发电机组国产化具有重要意义。[8]

变速恒频风力发电并网技术主要分为双馈式和直驱式两种。双馈式风力发电系统需要齿轮箱升速,维护费用高,而采用多极同步电机的直驱式风力发电系统结合电力电子装置,发电机可以在低速下发电运行,省去了齿轮箱,该系统已成为近年的研究热点。[9]

三、亟待解决的问题与发展前景

(1)对资源的正确评价、风电场选址、电网状况以及前期工作的调查等环节比较薄弱。由于越来越多的风电将接入电网.非常有必要对风资源进行更深入、更准确的调查和评价。在建立风资源资料时.还应该充分考虑电网条件、气象灾害、周边地形地貌、自然环境保护、运输条件和工业成分等因素的影响。

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