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风力发电机漫谈之储能和并网 精选

已有 8508 次阅读 2013-2-1 16:54 |个人分类:工作点滴|系统分类:科普集锦| 风能, 风力发电机, 低电压穿越, 储能, 电动汽车

先从两个问题说起,正是这两个问题吸引着我写下了这篇博文,也以此文献给关心和热爱风电行业的朋友。

 

第一个问题是老人问的。我在北京工作时遇到一个老人。他知道我在研究风力发电机,问了个很好奇的问题,“汽车生产多了就放在仓库里,风电发多了怎么办?能像汽车那样放在那吗?”老人问的很朴素,给我的印象却很深刻。

 

另一个问题是朋友问的。这两年国家多次提醒防止风电行业产能过剩。有一个朋友看到了新闻,很关心的问我,“风能又没有污染,应该多多益善,怎么会过剩呢?”这也是个很有趣的问题。

 

第一个问题关系着风能和太阳能等分布式能源的长远发展。我们都能很容易想到,风能是间断的,而且其时空分布和用电需求是不一致的。比方晚上深夜后风大,但是用电量小,多发的电只能浪费了,这就是时间分布不一致。再比方,西北地区的风资源丰富,但是东南沿海地区的用电量大,这就是空间分布不一致。如何减小这种时空分布的不一致,不仅是风能行业发展的问题,太阳能行业应该也有类似的问题。对这个问题的回答已经有了进展,几个概念性答案就是电动汽车,高性能电池和智能电网。

 

风能怎么联系到了电动汽车呢?前面说过,晚上多发的电只能浪费掉,如果有了用电量大的电动汽车,就可以在晚上充电,将多发的电利用起来,就像在小河上建了一座座小水坝。这也提示了电动汽车的关键技术肯定包括发展高性能的电池。这两个概念都是当前的研究热点和行业发展趋势。

 

智能电网的提出则解决了分布式能源的集成和调度问题,以及通过智能监控提高电能的利用效率。为了解决供需空间分布不一致的问题,风能行业也在发展海上风机和低风速风机,以便充分利用东南沿海地区的风能。

 

回到第二个问题,风电行业为什么会产能过剩呢?既然说过剩,那就是相对的。相对什么呢?风电并网和电网消纳的能力。如果立了那么多风机,经常限电弃风,那不就是过剩吗?现实中甚至还出现了风机大规模脱网事故,对电网的稳定运行造成严重威胁。这是怎么回事呢?原来在以前的设计中,当电网电压跌落时,单个风机为了自我保护通常会停机。但是这会造成电网电压进一步跌落,进而其他的风机也会相继脱网,如同多米诺骨牌一样形成连锁反应。

 

这么严重的问题有没有解决措施呢?有!其中的关键技术就是低电压穿越技术。说白了就是,当电网电压跌落时,在电压跌落的一定范围内,风机要保持并网运行。这就要求风机的控制更加智能,也意味着增加研发和硬件的成本,因而没有得到企业的足够重视。现在看来,随着风机大规模并网,低电压穿越技术已经是必须的。2011年低电压穿越问题突然变的很热,电科院负责开展了相关测试和认证,现在很多家企业都已经通过了技术认证。可以预见,将来的风机肯定会更加团结地融入电网,在电网故障时不会再自顾自的脱网当逃兵了。

 

最后,希望风能行业能够持续发展,将清洁能源送到千家万户。也希望储能技术和智能电网技术能够取得突破,为风能和太阳能等分布式能源的长远发展铺平道路。

 

本文仅为科普,更多内容请参考相关报告和论文。

 

后记:

*已有的风电项目主要是大规模的风电场,因此当前的并网方式主要是集中并网。



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