文档介绍：风力发电
1、目前典型的风光互补发电系统主要设备包括:太阳能电池板、风力发电机组、蓄电池组、卸载负载、控制器、逆变器、直流负载、交流负载。其典型结构如图 1-6 所示。
2、
系统主要由电能产生环节、电能变换控制环节和电能存储消耗环节三部分组成。
电能产生环节又可以分为风力发电和光伏发电两个部分。电能变换控制环节由不可控制三相整流桥、防反二极管、DC/DC 变换器等组成。风力发电机组产生的三相交流电通过不可控制三相整流桥,经过电容稳波后送入 DC/DC BUCK 变换器,得到蓄电池充电所需的直流电。为了防止反电压损坏光伏电池板,其产生的直流电先通过一个防反二极管后,再送入 DC/DC BUCK 变换器。其中 DC/DC 环节即功率变换器,是电能变换的核心部分,整个
控制器的控制重点就是控制 BUCK 变换器。电能存储消耗环节分为存储和消耗两部分。电能的存储部分主要由蓄电池来承担,蓄电池是整个风光互补发电系统的储能核心,它的主要作用就是消除由于天气等原因引起能量供给和需求的不平衡,在整个系统中起到电能调节和平衡负载的作用。当发电量大于负载消耗量时,系统给蓄电池充电,当发电量小于负载消耗量时,蓄电池给负载供电。电能的消耗部分主要由卸载电路、直流负载、交流负载三个部分组成。根据用户的用电类型不同,负载分为直流和交流两种。直流负载可由蓄电池直接
引入,也可以通过一个升压或降压电路(DC/DC)来提供用户需要的直流电压。而交流负载需要设计 DC/AC 逆变器。卸载电路的主要作用是:当风速很高,但仍未达到过速保护的状态时,系统仍需要给负载或蓄电池供电,为了减小大风给开关管及其电路造成的损坏,控制器可以开启卸载电路,使一部分功率在卸载电路消耗掉,从而减少大风对控制器的冲击。
3、风力发电机组
风力发电机组属于小型风光互补发电系统的电能产生的一个部分,主要由风力机、传动机构和发电机等组成。其能量转化过程风力机将风能转化为机械能,传动机构传递机械能,发电机把机械能转化为电能。
4、风机分类:
水平轴风力机按照接受风向的不同可以分为“上风向型”和“下风向型”。上风向型风力机的叶轮正面迎着风向,即在塔架的前面迎风旋转,这种风机一般都需要有某种调向装置来保持叶轮迎风。下风向型风力机的叶轮背顺着风向,这种风力机能够自动对准风向,可以免除调向装置。但是对于下风向型风力机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向风轮, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应, 使性能有所降低。
垂直轴风力机的转动轴与地面垂直,风轮围绕着这个垂直轴旋转。它具有几个突出的优点:一是风轮机塔架结构简单,无需对风装置;二是发电机传动机构和控制机构等装置在地面或低空,维修维护方便;三是叶片容易制造,成本低。垂直轴风力机可分为两个主要类型,一类是利用空气动力的阻力做功,典型的结构是 S 型风力机,另一类是利用翼型的升力做功,最典型的是达里厄(Darrieus) 型风力机。
5、风力机起动时,需要一定的力矩来克服其内部的摩擦阻力,这一力矩称作风力机的起动力矩。起动力矩与风力机本身传动机构的摩擦阻力有关,因此风力机有一个最低的工作风速
Vmin (一般为 3 − 4m /s),只有风速大于Vmin时风力机才能工作。而当风速超过某一值的时候,基于安全上的考虑(主要是塔架和桨叶强度),风力机