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摘要:随着经济和科技水平的快速发展,目前,新能源是各国研究的一个热点问题,因此,如何将新能源变成方便快捷的电能,也成为众多学者研究的问题。现代科技的不断发展,新能源发电技术也变得越来越成熟,但是其中也存在着许多问题,需要不断的发展和突破。为了加快新能源发电的发展,需要吸收诸多领域的优秀技术成果。而其中电子技术作为起决定性作用的技术,必然会起到更为重要的作用。
关键词:电力电子技术;新能源发电;电力系统
引言
新能源时代电力电子技术在风力发电中的应用对于整体上提升电力系统向着科学化的方向发展、提升整体的发展水平、满足当前社会经济发展需求等方面发挥着有效的促进作用。在当前时代背景下,电力电子技术在风力发电中的应用进行分析,在各种应用器件创新使用基础上,进一步探究在发电、储能系统和输能系统中的应用,旨在为实际工作的创新改进发挥一定的借鉴意义。
1先进电力电子技术应用的重要性分析
1.1保障电网运行的安全稳定性
智能电网的最大特点是具有智能化工作的优势,该系统是一个互动性较高的系统,在具体应用过程中,该电网系统能够准确地把握用户需求,对系统变化以及环境变更及时地做出反应,满足不同用户的不同需求。为了使得智能电网的这种功能运行更加流畅,因此,电力电子技术的应用就必不可少。从我国目前的实践情况来看,我国的电力电子技术水平已经得到了有效地提升,一些电力电子技术也得到了进一步创新发展,尤其是在HVDC、FACTS等领域已经实现了技术方面的突破,有效地提升了我国电网的输电、配电能力,也大大地改善了我国电网的电能质量。我们在看到我国电网建设可喜成就的同时,还应当正视我们的不足,我国的电网建设基础性不强限制了我国电网的智能化发展,而且在某些领域中还有着需要提高的地方,从世界化的发展潮流来看,大电网互联是未来智能化电网建设的主要方向,而从我国电网建设的情况来看,我国交直流互联的大电网结构设置将会呈现出日趋复杂的情况,在运行过程中的控制难度也会进一步加大,所以,从这个角度来说,将一些先进的电力电子装置技术应用在电力系统中,可以有效地增强网架结构,保证电网的安全运行。
1.2有效地利用可再生资源
风力发电能得到这么快速有效的发展是有多方面的原因的,环境压力大和能源需求的压力增大只是部分原因,主要原因还是因为风力发电和其他传统发电能源相比具有多种优势。1)风能在全球的资源丰富,以当前的全球用电量来换算,这些风能发出的电为当前全球用电量的5倍。2)风能发电除了无污染,对环境不会产生负面影响外,它还具有可再生的优势可供人们长期取用。3)操作简便。风力发电相关设施的安装十分简便快捷,安装耗时少且能够快速投入使用。举个例子来说:10MW的电场不到12个月就可以完成建设,且在建设完毕后立刻就能够投入使用。
2电力电子技术在风机发电机中的应用
2.1电力电子技术在风机发电机系统中的改造
21世纪初,控制风机发电机的发电机系统进行运行的方式有很多,但失速或者主动失速这2种控制方式较为普遍和常见。风力发电由于其自身具有来源广泛、可循环的特点,有效缓解了当前能源紧张、环境污染趋势严峻的现状。电力电子技术由于可以在风力发电的过程中起到控制、输送电流等作用,而成为了推广风力发电这一新型发电技术的重要技术保障。
风机发电机的发电系统最重要且最难得的一点是能够保证输出功率稳定,而这2种控制方式由于难以保证这一点而在近年来逐渐淡出了应用行列。发电机系统涉及和运用到的电力电子技术较多,随着科学技术的进步,电力电子技术也产生了很大的进步,发电机系统的运行模式也由此得到了优化和改善。首先,它能控制无功功率,并通过独立控制转子励磁电流解耦有功功率和无功功率控制。其次,双馈感应发电机无需从电网励磁,而从转子电路中励磁。最后,它还能产生无功功率,并可以通过电网侧变流器传送给定子。但是,电网侧变流器正常工作在单位功率因数,并不包括风力机与电网的无功功率交换。
2.2直流输电技术的应用
直流输电技术分为常规的HVDC技术和柔性直流技术,常规化的HVDC技术具有远距离输电、异步联网、海底电缆送电等方面的优势,近些年来已经在电网建设过程中得到了充分地应用。而随着特高压直流输电技术的应用更是节省了我国大量的输电走廊,在电能的运输过程中将系统的损耗降至最低,全面地提升了送电的经济性,有效地解决了我国目前东西部电力资源分布不均的问题,加强了电能资源的优化配置。其次,柔性直流技术是一种以电压源换流器和可关断电力电子器件绝缘栅双极晶体管为核心的、灵活环保的直流输电技术。该技术的应用有效地解决了我国可再生资源的并网问题、压降城市配电网短路电流、提高了海岛供电的能力。在具体的运行过程中,柔性直流输电系统所使用到的换流器主要运用的是自换相的工作方式,可以实现四象限运行而且同时实现有功、无功功率的独立控制,在电网系统中可以依托该技术构成既能够方便控制潮流又能够具有较高的可靠性的并联多端直流输电系统,所以,这些技术的典型优势加大了柔性直流技术的应用,尤其是在一些偏远的地区,孤立负荷地区中的应用有着良好的效果。通过上文的分析我们可以看出,加强各个区域之间电网之间的互联已经是未来电网建设的发展方向,电网之间的互通互联可以实现电能之间的互济和动态有功功率的支援,实现电力系统的动态平衡稳定。
2.3风力发电输出的实际应用
在风力发电设备和整体系统的运转过程中,考虑到想要有效的实现风力发电,需要依靠风力产生的自然资源提供动力能量,因此许多风力发电相关设备的位置安置相对比较偏远。所以,发电设备组合、设备调整和管理中心以及用户之间的电力传输自身存在一定的问题和不足,根据我国风力发电设备的实际使用情况数据,可以得出相关结论,现阶段我国风力发电的主流技术仍然存在着许多不足。并且现阶段,我国风力发电技术已经逐渐开始研究高压模式下的直流输出电流技术,也被称为HVDC技术,并且通过采用异步联网络,进而产生相对完整的网络结构比例。同时风力发电的输出技术对于自然环境的整体要求并不高,并且通过风力产生的电力总量与经济投入的成本相比较,其性价比较高,在设备开启时,其高压电流的直流输电模式,在技术方面上大量的融合先进的电力电子技术,并且依靠IGBT系统晶体管和GTO可关断晶闸管道等方面,对可关断设备零件起到了积极的作用。除此之外,PWM系统等相关的电子技术的实际应用,也致使风力发电的电流输电模式相继出现成本低投入,产品高质量情况,此种技术的发展和普及,无疑将更完善风力发电技术全面推进,并且将设备的高压直流输电技术进行全面普及,最大限度的降低了故障发生的概率。
结语
新能源时代下提升电力电子技术在风力发电系统中的使用具有非常必要的现实意义。通过各种全新的器件在发电机、输电系统中的使用,保证风力发电系统的稳定性运行。
参考文献:
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[2]吕斌.浅析新形势下电力电子技术在风力发电中的应用[J].工业,2019(2):285-287.
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