风力发电是如何储能的?

核心提示储能发展可以说是实现双碳的必由之路。储能,简单来说就是将能量储存起来,以便在需要的时候释放使用的过程。为了实现“30·60”碳达峰、碳中和目标,我国决定将逐步建立新能源为基础的新型电力系统。近年来我国的可再生能源发电的发展迅速,装机占比已经

储能发展可以说是实现双碳的必由之路。储能,简单来说就是将能量储存起来,以便在需要的时候释放使用的过程。为了实现“30·60”碳达峰、碳中和目标,我国决定将逐步建立新能源为基础的新型电力系统。近年来我国的可再生能源发电的发展迅速,装机占比已经从2011年27.7%提升至2021年45.4%。根据国家能源局的目标,到2025年我国新能源装机占比将进一步提升至50%以上,新能源发电的地位越发重要。

一方面,通过配置储能可以实现可再生能源发电的削峰填谷,即将风光发电高峰时段的电量储存后再移到用电高峰释放,从而可以减少弃风弃光率;另一方面,储能系统可以对随机性、间歇性和波动性的可再生能源发电出力进行平滑控制,从源头降低波动性,满足可再生能源并网要求,为未来大规模发展应用打好基础。

那么储能的应用场景还包括电网侧、用户侧,随着电网灵活性需求的增加和商业模式逐渐理顺,也将一同驱动储能的规模化发展。在电网侧,储能电站目前主要用于提供电力市场辅助服务,比如系统调频。由于电网频率的变化会对电力设备的安全高效运行以及寿命产生影响,储能、尤其是电化学储能的调频效率较高,能在电网侧发挥重要保障作用。除了提供辅助服务以外,储能设备还可以缓解电网阻塞、提高电网输配电能力从而延缓设备升级扩容等。

智能风电解决方案

为了使风力发电得到集中化管控,提升用户企业数字化、智能化水平,实现数据可视化管理,打造一套适配新能源的三维可视化集中管理模块就成了新的主流趋势。Hightopo实现可交互式的 Web 风力发电数字孪生三维场景。可根据时间和天气接口实现白天、黑夜、晴、阴、雨的切换,呈现出与现实世界一致的时空状态。

1、升压站监测

风电场升压站是指将风电机组的输出电压升高到更高等级电压并送出的设施。由于风机大多为异步发电机,风电场在发出有功功率的同时会吸收无功功率,且风电机组大多不能进行持续有效的有功、无功调节,如不采取相应的控制措施,可能对电网的无功、电压稳定性造成影响,或者增加电网的网络损耗。

为解决大规模风电场并网运行时带来的送出系统电压稳定问题,风电场汇集升压站内无功补偿方式一般采用静止无功发生器(SVG)和并联电容器组联合运行的方式。点击升压站三维模型可跳转至升压站视角,展示站内主要观测数据,如环境信息、负荷统计、风功率预测、消防检查信息、巡检车信息等。

2、环境信息

图扑软件数字孪生三维可视化系统中的升压站环境信息监测主要整合了整个风电基地的天气、平均温度、主要风向、平均风速数据,方便实施把控风场大环境信息。

3、风功率预测

用图扑软件丰富得可视化图表组件,双曲线图的形式展现风电基地整体实时功率与预测功率,方便管理人员随时进行决策分析,有效进行节能减排。

4、配电室

点击 Hightopo 智慧风电监管平台的 3D 升压站内配电室建筑模型,可跳转至配电室内部,主场景采用写实风格还原配电室的内部布局,点击相应配电柜可显示不同主变高压侧测控的数据。

5、生产监测

风力发电机因风量不稳定,且对电力系统运行的支撑能力不如其他发电领域,所以对风电基地设施的监测数据更需要具备时效性。将风电场的关键生产数据集中于界面的左右两侧,为管理人员提供直观的数据展示,及时掌控。

图扑软件三维可视化技术采用 B/S 架构,页面自适应多种分辨率,用户可通过 PC 、 PAD 或是智能手机,只要打开浏览器可随时随地访问三维可视化系统,实现远程监查和管控。

利用图扑软件的可视化场景将智能设备的实时运行参数接入两侧的 2D 面板,将项目概况、实时指标、机组状态、环境参数、发电统计、节能减排等复杂、抽象的数据以丰富的图表、图形和设计元素展现,实现集中管控。通过对历史数据的融合分析,管理者可实现资源的优化配置,构建智慧风电管理系统。

6、实时指标

通过图扑软件 HT 2D 面板可以实时观测整个风电场总的风电负荷,从“风机预警处理率”以及“未处理风机数”可及时进行事件决策与处理。

7、环境参数

风速及风向的变化对大型风力发电机的发电量有较大的影响,可将环境监测系统接入图扑软件的可视化场景,完成对能见度、降水量、风速、温度的实时监测,在恶劣天气来临前做好应对措施。

8、发电统计

发电量是生产监测模块管理人员最关注的数据,面板中展示了当日发电量、当月发电量以及累计发电量;用柱状图的形式展现了所有风力发电机日发电量排行情况。

9、节能减排

通过图扑软件的可视化系统远程监测风电基地氮氧化合物的排放数据并作统计,可遵循规律达到节能减排的最优解。

10、机组状态数量

运用图扑软件的多样化图表形式,显示正常发电、带病发电、待机、自身限功率、计划停机、通讯中断的风力发电机数量,方便实时获取全场风机的运行状态。

短期来看,政策是我国储能装机发展的主要驱动力,而系统经济性的提升才能打开中长期规模化发展的空间。因而,随着市场机制的逐步改善。储能系统经济性的拐点也在“渐行渐远”。

新能源长期稳定提供电力保障的能力较差,且受气象数据滚动更新影响,新能源功率预测仍然与实际结果存在偏差。新能源大规模接入使既有常规电源和抽蓄调节能力消耗殆尽,“源随荷动”的平衡模式难以为继,系统平衡调节能力亟待提升,需加快构建“源网荷储”互动的新型电力系统。

OkUMA变频器DC总线电压异常2E7D是那里出了问题

雷电或故障造成的压降一般都是不可控因素,而且很难避免。因此要解决压降问题,一般只能依靠电压支撑设备。一般都是电力电子设备,比如动态电压恢复器,或者大功率支撑调压设备,比如SVC或SVG设备。

直流母线欠压故障的典型原因

稳态欠压瞬间电压骤降(下降)失去一个阶段预充电电路存在问题VFD直流电压检测电路故障以下讨论这些中的每一个。

带预充电电路的VFD原理图

1. 稳态欠压:在这种情况下,设施总线上的电压小于标称值。当VFD输入电压低时,DC总线电压会相应下降。直流母线上的纹波也会增加。如果直流电压低于阈值,则驱动器将在欠压时发生故障。

解决方案:稳态欠压的解决方案是联系供电公司,检查是否有可能改变供电变压器分接位置或调节稳压器。如果设施拥有降压变压器,则调查改变变压器抽头 ?以增加电压的可能性。在添加任何功率因数校正电容器以提高系统电压之前,建议进行额外的检查。当系统具有大的非线性负载(VFD等)时,电容器可以与驱动器产生的谐波相互作用以产生谐波谐振问题。共振可能导致电容器和/或VFD故障。在这些情况下,建议使用失谐电容器。

如果驱动器的稳态电压略低于标称电压,则驱动电压设置参数可以更改为该值。例如,如果输入电压为460V而不是480V,那么将驱动电压参数设置为480V将导致欠压跳闸阈值高于设置为460V的阈值。这是因为欠压跳闸设置基于编程的输入电压。

2.瞬时电压骤降(下降):根据IEEE Std 1159定义,电压下降或电压骤降是持续时间大于周期且小于1分钟的均方根电压的变化,保留电压在标称值的10%和90%之间。瞬间电压下降可能对驱动器的运行有害。电压骤降会产生几个问题。这些可分为两类:

主要影响

欠压故障次要影响

保险丝/断路器跳闸VFD整流二极管/电容器故障主要影响:瞬间电压骤降可能导致直流母线电压变低并达到故障阈值并触发驱动器关闭。

次要影响:根据VFD的负载,瞬间电压下降可能导致直流母线电压低于故障阈值。在电压骤降(下降)期间,电动机的能量来自直流母线电容器,导致其比正常情况下耗尽更快。在恢复电压时(当电压下降结束时),AC输入侧产生大的电流涌入,以对驱动总线电容器充电。根据驱动器的大小,此电流峰值可能是驱动器正常峰值电流的5-20倍。这种大的电流浪涌可能导致驱动器的熔断器或断路器跳闸。此外,浪涌电流也可能损坏二极管整流器电路和电容器,特别是如果驱动器靠近大型kVA源变压器。

解决电压骤降的解决方案:

系统级电压暂降:使用垂度缓解技术可以降低设施级电压骤降。其中一些是:

动态电压恢复器[DVR]静止无功补偿器[SVC]防护变压器

 
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