電力電子系統(tǒng)在風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用與前景展望

      1）海上風(fēng)力發(fā)電：風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)技術(shù)未來主要的發(fā)展趨勢就是離岸安裝。海上有大量風(fēng)能資源可以在海水相對較淺的許多區(qū)域安裝風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)。離岸渦輪發(fā)電機(jī)通常能產(chǎn)生比安裝在附近區(qū)域的岸上的渦輪發(fā)電機(jī)多50％的能量。原因在于海平面上的空氣阻力比較小。另一方面，離岸系統(tǒng)的平臺結(jié)構(gòu)和安裝要比岸上系統(tǒng)多花50％以上的能量。但是，應(yīng)當(dāng)滓意離岸渦輪發(fā)電機(jī)比岸上渦輪發(fā)電機(jī)有大約多25—30年的壽命。原因在于海f的低擾動使風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的疲勞載荷較輕。

      傳統(tǒng)的熱量流通空氣調(diào)節(jié)（HVAC）輸電系統(tǒng)是一個(gè)將風(fēng)電場跟電閼相聯(lián)的簡單、便宜的解決方法。高壓直流輸電（HVAC）接入電網(wǎng)技術(shù)能將風(fēng)電場機(jī)組連接到電網(wǎng)，并且將電能安全有效地輸送到負(fù)載中心。對離岸風(fēng)電場來說，DHVC輸電系統(tǒng)比HAC輸電系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)。

      1）發(fā)送和接受端的頻率是獨(dú)立的。

      2）直流輸電的距離不受電纜負(fù)荷電流的影響。

      3）離岸安裝與大陸擾動隔離。

      4）功率流是完全確定和可控的。

      5）電纜功率損耗低。

      6）每根電纜的功率傳輸容量較高。

      基于電壓源變流器（VSC）的HVAC輸電系統(tǒng)越來越受到廣泛的關(guān)注，不僅僅足跟電網(wǎng)相連的大型離岸風(fēng)電場的關(guān)系。現(xiàn)在基于VSC的解決方案已經(jīng)被ABB公司推向市場，并且命為“HVAC light”，Simens公司命名為“HVAC Plus”。圖3給出了基VSC的HVD輸電系統(tǒng)的原理圖。這種相對較新的技術(shù)（在1999年被商業(yè)化安裝運(yùn)行）只有在能自關(guān)斷電流的IGBT器件發(fā)展下才可能實(shí)現(xiàn)。這意味著已不需要一個(gè)有源換流電壓了。因此，基于VSC的HVDC輸電系統(tǒng)就不再需要很強(qiáng)的離岸和岸上的交流電網(wǎng)，甚至能在完全癱瘓的電網(wǎng)中啟動（黑暗啟動能力）。但是，這種系統(tǒng)還有其他一些優(yōu)點(diǎn)：無功和有功可以分別獨(dú)立控制，這樣就可以減少對無功功率補(bǔ)償?shù)男枰⑶夷芴岣呓涣麟娋W(wǎng)在它們連接點(diǎn)的穩(wěn)定性。