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边远站点利用风力发电的供电系统研究

任富理  
【摘要】:边远站点驻地偏僻、交通不便,大电网难以覆盖,无电、缺电问题十分突出。以我站为例,目前我站的供电系统为一路外接市电,由于远距离输电线路,且投资成本高,负荷又较小,常常处于停电状态;主要供电由2 台12KW 的柴油发电机轮换工作,两组48V 的蓄电瓶作为备用和给通信设备48V 电源供电。然而柴油发电存在交通运输不方便、污染环境、影响通信设备等缺点。 本单位的用电量不大,而当地的风力资源又比较丰富,利用风能发电有许多的优越性。风力资源是一种洁净的再生资源,风力发电是一种新兴能源,同时风能发电还具有建设周期短、装机规模灵活、不淹没土地等其他发电方式无法相比的优点,因而越来越受到世人瞩目。 由于风能具有随机性和间隙性的特点,严重影响供电系统的频率与电压的稳定性,易于导致频率与电压的崩溃,需采用特殊技术措施加以解决。 目前国内外对风力发电的投入都比较大,风力发电场的建设也都比较快,但是主要关注的焦点都集中在风力发电并网的研究和风力模型和发电机的研究上或者是孤立运行风力发电机的研究,针对小型的联合供电的研究还比较少,未见对供电可靠性和电压质量要求较高的负载利用风电的可能性进行研究。 边远站点需要利用当地能源供电,风力发电最具有利用的可能性,但需要合理设计供电系统结构、并利用现代控制技术予以保障供电系统的稳定性,避免频率崩溃和电压崩溃。 本文针对当前普遍采用的风力发电机组的结构,结合本站点的负荷及对供电的要求,对边远站点利用风力发电的供电系统进行了研究。 本文首先分析了边远站点的负荷及对供电的要求,并提出了边远站点利用风力发电的供电系统的结构及运行方式。其次,对提高供电质量和保证运行稳定性的控制措施进行了详细研究,其中不乏有作者自己独到的见解。最后本文对风力发电机与其它电源联合运行的特性进行了仿真研究,提出了对可控负荷的调节时间常数与调节幅度的要求。


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