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电力电子系统在风能发电中的应用与前景展

电力电子系统在风能发电中的应用与前景展

点击数:7689 次   录入时间:03-04 11:35:59   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术
 2)大功率中压变流器拓扑:为了降低每瓦成本和提高风能的转换效率,最近几年风力涡轮发电机的标称功率不断地增长。

  提出的不同的多电平变流器拓扑可以分为以下五类:

  1)带有二极管箝位的多电平结构。

  2)带有双向开关接口的多电平结构。

  3)利用飞跨电容的多电平结构。

  4)带有多元三相逆变器的多电平结构。

  5)带有级联单相H桥逆变器的多电平结构。

  随着器件额定功率的提高和开关、导通性能的改善,应用多电平变流器的优点就会变得越加明显。最近论文中,输出、输入电压中谐波含量的减小和电磁干扰(EMI)的减小特别受到关注。更重要的是,多电平电路对输人滤波器要求最低或者换句话减少了转流的次数。用同样谐波水平的两电平变流器作比较,多电平变流器的开关频率能减少25%,这就导致开关损耗的降低。虽然多电平变流器中的导通损耗较高,但是整个系统的效率取决于开关损耗和导通损耗的比率。

  风力涡轮发电机市场的趋势是依据电压和电流额定值,提高其标称功率(几兆瓦)。这使多电平变流器刚好适合这种现代大功率风力涡轮发电机的应用。电压额定值的提高,允许把风力涡轮发电机的变流器直接连接到风电场的配电网络,避免使用笨重的变压器

 3)用于风电场的未来的储能技术:储能技术能潜在地改善风电的技术和经济上的吸引力,特别当它超过总系统能量的10%时(大约系统容量的20%——25%.一个风电场中的储能系统将在平均l5分钟风力的岛效时间内被用作海量储能和在较短期间吸收或注入能量,以维持电网频率稳定。

  在风电场中好几种储能技术得到应用。利用蓄电池作为一种储能系统与电网交换能量是众所周知的。应用于可再生能源系统中的蓄电池有:铅酸蓄电池,锂电池和镍电池。蓄电池具有快速的充放电响应速度,但它的放电速率受到化学反应和蓄电池类别的限制。在电力系统中,蓄电池的作用为一个电压源。可再生能源系统中的蓄电池应用的新的发展趋势是与好几种能源(如风能,光伏发电系统,等)的集成,与补充它们的其它储能系统的集成。同时,有许多研究人员努力致力于蓄电池单元的最佳化,以降低维护费用,提高寿命。对风电应用,液态(锌溴)蓄电池系统提供了最低的单位储能和送电成本。锌溴蓄电池在概念和设计方面,与传统的蓄电池,如铅酸蓄电池完全不同。这种蓄电池是基于两种常见的化学材料:锌和溴的化学反应。与目前的铅酸蓄电池相比,锌溴蓄电池能提供两到三倍高的能量密度(75—85瓦/每千克小时),而节省了体积和重量。这种电池的功率特性可以根据不同的应用,进行改善。特别是,锌溴蓄电池在重复充放电循环后特性不会变差。它在可再生能源应用中具有极好的未来。

  随着储能技术的发展,飞轮储能,超导储能,超级电容和压缩空气等新的储能方式得到了相应的应用和发展,但由于风能发电和各个储能技术的特性存在,这些储能方式在和风能的结合上还在拓展阶段。

五、总结

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