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分布式發(fā)電中的電力電子技術(shù)

作者: 時(shí)間:2011-03-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

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本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/179352.htm

集中、遠(yuǎn)距離輸電和大電網(wǎng)互聯(lián)的系統(tǒng)存在的一些弊端,使得系統(tǒng)顯得既“笨拙”又“脆弱”。目前,大電網(wǎng)與電網(wǎng)的結(jié)合,被世界許多能源和專家公認(rèn)是節(jié)省投資,降低能耗、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和靈活性的主要方式,是21世紀(jì)電力工業(yè)的發(fā)展方向。此外,現(xiàn)在世界各國都在提倡“綠色環(huán)保”,而我國電力系統(tǒng)的對環(huán)境造成了很大的破壞,采用,充分利用各地豐富的“清潔能源”,這對于我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略具有重大意義。

近年來國外,特別是以美國和日本為代表,對新型發(fā)電技術(shù)的研究已取得了突破性的進(jìn)展,而且有望在電能生產(chǎn)中占有越來越大的比重。我國對分布式發(fā)電的研究較晚,現(xiàn)在還沒有形成很成熟的技術(shù),但是,分布式發(fā)電是未來電力市場的發(fā)展趨勢,因此,要加緊開展對分布式發(fā)電的研究和探索,其中的一個(gè)重要方面就是要將電力應(yīng)用到分布式發(fā)電中。

1 電力在電能傳遞中的應(yīng)用

分布式發(fā)電除了采用傳統(tǒng)能源,例如水力、煤炭、石油和原子能外,還廣泛采用了新型替代能源。目前公認(rèn)的幾種常用而且成本較低的系統(tǒng)是風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)、光電池、微型氣輪機(jī)、燃料電池。在這些新型分布式發(fā)電系統(tǒng)中,電力電子設(shè)備在能量的變換中起到了極其重要的作用。

1.1 微型汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)

由于汽輪機(jī)運(yùn)行的速度很高,可以達(dá)到80kr/min,而且交流發(fā)電機(jī)具有很高的頻率,不能直接連接到交流電網(wǎng)上,這中間需要一個(gè)直流環(huán)節(jié)。圖1簡明扼要地描述了電力電子設(shè)備在微型汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)能量變換中的應(yīng)用。交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能經(jīng)過整流后被送到直流電容上,然后經(jīng)過有源DC/AC逆變后將電能送入電網(wǎng)。

圖1 微型汽輪機(jī)系統(tǒng)

1.2 風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)

風(fēng)輪機(jī)既可以恒定速度運(yùn)行也可以變速度運(yùn)行,所以,它既可以與同步電機(jī)相連也可以與異步電機(jī)相連。由于操作簡單和經(jīng)濟(jì)性,與異步機(jī)相連的方式被廣泛使用。圖2描繪的是一個(gè)異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng),首先經(jīng)過整流,然后經(jīng)過有源逆變與交流電網(wǎng)相連。

圖2 風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)

1.3 光電系統(tǒng)

光電系統(tǒng)進(jìn)行能量變換的通用方法是,通過有源DC/AC逆變器,將存儲在光電池中的直流能量變換為與電網(wǎng)同步的交流電壓。圖3清楚簡要地描繪了這一流程。這里的三相逆變器采用IGBT類型的功率管。

圖3 光電系統(tǒng)

1.4 燃料電池系統(tǒng)

燃料電池產(chǎn)生的直流電壓經(jīng)過有源DC/AC逆變器變?yōu)榻涣麟妷海渥儞Q過程和光電系統(tǒng)相似,圖4描繪了這一變換流程。

圖4 燃料電池系統(tǒng)

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