风力发电场并网同期控制装置设计及软件仿真(2)
3.5 程序运行 27
3.6 结果分析 28
4 结论和展望 29
4.1 结论 29
4.2 展望 29
1 引言
随着全球化能源危机日益严重，资源短缺和环境恶化，使得世界各国开始重视开发和利用可再生、无污染的能源.风能作为一种绿色能源有着改善能源结构，经济环保等方面的优势，是未来能源发展的一个趋势。近年来，风力发电在技术上日趋成熟，商业化应用不断提高，同时，风力发电的成本也在不断降低，这为充分利用风能提供了诸多有利条件。大规模风力发电必须要实现并网运行，然而，随着风电场的容量越来越大，对电网的影响也越来越明显，研究风力发电并网对系统的影响已成为重要课题。一般风力资源丰富的地区往往人口稀少，处于供电网络的末端，承受冲击的能力较弱，并网风电机组在持续运行和切换操作过程中都会产生电压波动和闪变，给当地电网的电能质量及稳定性造成不良影响.因此 ,风电机组的并网问题正逐渐成为新的研究热点，引起人们的广泛关注。本文对风电场并网控制以及风电机组对电网的影响等问题进行了讨论。
1.1 风力发电基础理论
如图1.1所示，风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是5m／s的风速，便可以开始发电。因为风力发电具有没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染等潜在的优点，所以风电是一种绿色能源。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行，我国也出台了相应政策鼓励风力发电和应用。风力发电系统效率很高，每一部分都很重要，其中叶片用来
接受风力并通过机械能转化为电能；尾 图1.1 风力发电原理图 翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能：转子在磁铁的磁场中旋转，切割磁场中的磁力线产生电流，定子出线送入电网。
1.1.1 风力发电机的基本原理
风具有一定的动能，通过风轮机将风能转化为机械能，拖动发电机发电。风力发电的原理是利用风带动风车叶片旋转，再通过增速器将旋转的速度提高来促使发电机发电的。风力发电的原理说起来非常简单，最简单的风力发电机可由叶片和发电机两部分构成如图1-1所示。空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能，从而推动片叶旋转，如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相连就会带动发电机发出电来。
1.1.2 风电场电气部分的构成
图1.2 风电场一次系统示意图
如图1.2所示为风电场电气一次系统示意图，其中各部分为：
①风机叶轮。②传动装置。③发电机。④变流器。⑤机组升压变压。⑥升压站中的配电装置。⑦升压站中的升压变压器。⑧升压站中的高压配电装置。⑨架空线路[1]。
其大致的工作流程为：风机叶轮受到风力作用开始转动，传动装置在风机叶轮的转动下带动发电机转动，发电机开始发电，发电后经过变流器和变压器改变其电能参数后送入集电站进行局部电能收集，然后汇接到升压站，电能在升压站中再经过升压站中的变压器，将电压升压到与要连接的公网相同的电压等级。常用的电压等级为35kV，110kV和220kV。风电场出力越大，可以使用更高的电压等级。风电场通过并网装置与外部电网并列运行，将风电场的电能输送到电网。