3、分布式能源与风力发电技术解析

分布式能源与风力发电技术解析

1. 分布式能源资源接入

分布式能源（DG）如燃料电池和光伏电池能产生直流电，但这类资源不能直接接入电网。可通过转换器将其与电网资源相连，一种替代方法是先使用 DC - DC 转换器提升电压，再通过 DC - AC 转换器接入电网。

对于产生高频电能的 DG 源，如燃气微型涡轮机，要接入电网则需要 50Hz 的交流电。可通过 AC - AC 转换器（循环转换器或矩阵转换器）将高频功率转换为 50Hz 的交流电；也可先将高频交流电（千赫兹范围）转换为直流电，再转换为 50Hz 的交流电，这种技术成本较高，但能增加总控制变量，提高系统输出质量。

2. 风力发电的历史背景

从文明诞生之初，人类就意识到风的重要性并感受其力量，利用风推动船只、研磨谷物等。随着电力出现，人类对依赖传统燃料的电力需求增加，导致燃料价格上涨和污染加剧，绿色能源概念应运而生，风能成为首选。

19 世纪人们首次尝试用直流风车发电机产生 12kW 电力。直到 1980 年，风力发电主要用于家庭应用，如给电池充电。此后，风力能源技术取得显著进展，包括提高效率、降低成本、增加风力涡轮机容量，以及解决风力农场与电网互联的问题。全球风能理事会（GWEC）的数据显示，1996 年至 2015 年，累计安装的风力发电容量从 6.1GW 增加到 423.4GW。

3. 风力涡轮机的尺寸变化

过去 30 年，风力涡轮机的尺寸不断增大。从 1980 年的 50kW 容量、15m 转子直径和 24m 高度，发展到 2012 年的 10MW 容量、145m 转子直径和 162m 高度，预计到 2020 年将达到 20MW。