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風力發電技術的兩大核心技術是什么?
一是電池蓄能,保證無風時用電;二是風力發電與其他發電方式(如柴油機發電)相結合,向單位、村莊或島嶼供電;三是風力發電并入常規電網運行,向大電網供電。一個風電場經常安裝幾十臺甚至幾百臺風力發電機,這是風力發電的主要發展方向。
風力發電系統的兩個主要部件是風力發電機和發電機。風力發電機向變漿距調節技術和發電機向變速恒頻發電技術是風力發電技術的發展趨勢,也是當今風力發電的核心技術。以下是這兩個方面的簡要介紹。
1、調整風力機的變漿距離
風機通過葉輪捕獲風能,將風能轉化為作用于輪轂的機械扭矩。變距調節是通過改變葉片迎風面與縱向旋轉軸之間的夾角,從而影響葉片的應力和阻力,限制風機在大風時輸出功率的增加,保持輸出功率恒定。風機功率輸出曲線通過變距調節平滑。當額定風速低于時,控制器將葉片的攻角放置在零度附近,不做任何變化,這幾乎相當于定漿距調節。當額定風速高于時,變漿距控制結構起作用,調整葉片攻角,將輸出功率控制在額定值附近。變漿距風機的啟動速度低于固定漿距風機,停機時傳遞的沖擊應力相對緩解。正常運行時,主要采用功率控制。在實際應用中,功率與風速立方成正比。較小的風速變化會導致較大的風能變化。
由于變漿距離調節風力機的沖擊遠小于其他風力機,可以降低材料利用率和整體重量。而且,當風速較低時,變距調節風力機可以保持葉片良好的攻角,比失速調節風力機有更好的能量輸出,更適合平均風速較低的地區安裝。
變距調節的另一個優點是,當風速達到一定值時,必須停止失速風機,變距風機可逐漸改變為葉片無負荷全翼擴展模式位置,避免停機,增加風機發電。
變距調節的缺點是對陣風反應敏感。由于風振動引起的功率脈動相對較小,而變距調節風機相對較大,特別是對于采用變距方式的恒速風力發電機,這種情況更為明顯,因此不要求風機變距系統對陣風的響應速度足夠快,以減少這種現象。
2、變速恒頻風力發電機
交流勵磁雙饋發電機常用于變速恒頻風力發電機,其結構類似于繞組感應電機,但轉子繞組上有滑環和電刷。這樣,轉子的轉速就與勵磁的頻率有關。因此,雙饋發電機的內部電磁關系不同于異步發電機和同步發電機,但它具有異步發電機和同步發電機的一些特點。交流勵磁雙饋變速恒頻風力發電機不僅可以通過控制交流勵磁的振幅、相位和頻率來實現變速恒頻,還可以實現有功和無功功率控制,對電網也起到無功補償的作用。