现代电力电子技术第八讲.ppt

现代电力电子技术 第八讲 电力电子技术应用之三 电力电子技术应用于分布式发电和可再生能源 8.1 分布式发电与可再生能源利用 可再生能源和绿色能源： 可再生能源： 风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等 绿色能源：能源生产及消费过程中，对生态环境 低污染甚至零污染。 可再生能源具有绿色的特点。 燃料电池、小水电、煤气层、微涡轮机等属于绿 色能源。 大型水力发电（虽然可再生但对环境影响较大）、 核能（对环境有潜在威胁）不视为绿色能源。 集中式发电和分布式发电： 集中式发电：由大型发电机发电，通过高压远距 离输电和集中配电为用户提供电能。 分布式发电（DG）：在靠近能源资源所在地和用 户的地方生产并直接为用户供电。 集中式发电的缺点：控制灵活性差、不能快速跟 踪负荷变化 分布式发电（Distributed Generation,DG）的特点： 1、容量较小，一般在几十KW到几十MW。 2、位置分散，输电网络投资少。 3、可控性好，电能质量高。 4、可以利用可再生能源。 8.1.1 电力电子技术在分布式发电中的作用 一、电力电子技术是分布式发电的核心技术基础之一 1、受自然因素的影响，DG的原能源（风能、太阳 能、小水利）具有一定的不可控性，其输出电压 和频率受自然因素影响而变化。利用电力电子技 术使输出电压达到恒压、恒频。 2、对直流发电设备（燃料电池、光伏电池），需要 电力电子技术使其变换为交流。 3、DG发电系统存在最佳工作点，用电力电子变流 器实现每一个绿色能源发电机最佳控制。 4、独立使用的DG系统需要储能装置，靠电力电子 变流器实现功率变换与控制。 5、DG并网需要电力电子技术。 二、DG系统的电力变换器结构 1、直流—交流变换 主要用于燃料电池和光伏电池等直流源系统 2、交流—直流—交流变换 主要用于风力发电和燃气轮机发电 8.1.2 分布式发电系统的类型 独立型、混合型、并网型。 1、独立型：DG所发出的电能直接用于本地负载或 储存起来（给电池充电）。电力电子 主要用于功率变换或最大功率点跟踪。 2、混合型：DG系统含有2个及以上DG源，可以 为负载提供较为稳定的电力供应。如 风—光—柴油互补系统。 不同DG源之间可以通过直流或交流母 互联线。可以含有储能装置，以提高 能源利用率。 3、并网型：与大电力系统并网，成为公共电网的 一部分。 并网型DG的几个重要技术内容： ①与电网的兼容性，实现与电网电压、频率的 同步。 ②保证并网发电的品质(功率因数、谐波、直 流偏置、响应速度等）。 ③可靠的保护功能。保证正常条件下并网运行 和非正常条件下与电网隔离运行，避免孤岛。 ④DG系统的起动、无冲击投切等。 技术依托：电力电子变换装置 8.2可再生能源发电 8.2.1 风力发电 风能发电主要技术要素： ①用于捕获风能的大尺寸、低成本、高强度的叶 片制造和控制技术。 ②大功率高效可变风速的风力发电机设计制造技术。 ③实现恒定或可变速度风力发电与并网的电力电子 变换与控制技术。 ④高效和大型风力发电厂运行技术及其规模经济效 益。 ⑤机械传动部件、塔基建造等技术。 8.2.1.1 双馈异步风力发电系统 系统结构与运行原理 双馈发电机（Doubly