風力發電輸出的電力怎麼保持穩定?

嚯,是不是很多人以為風電機組就是吹多大風,發多大電?

這種理解其實只在風速較低的區間適用,實際風力發電機的出力情況大概入下圖所示:

風力發電輸出的電力怎麼保持穩定?

這是網上找的一臺GE風電機組的功率曲線圖,大部分的風機在達到額定風速(7~13m/s)後,即以額定功率發電,並不會因為風吹得更大而發更多的電。

而在風速達到25~30m/s(切出風速)後,風機為了保證執行安全,會主動旋轉槳葉停機。

風力發電輸出的電力怎麼保持穩定?

介紹個概念,槳距角。

風機就是透過轉動槳葉,調整槳距角,來控制輸出功率或停機的,具體原理通俗易懂的理解可以參考平時坐飛機,飛機起飛或落地時調整機翼的角度,就可以使飛機上升下降或者減速。

在風速較小時(<3m/s),風機處於停機狀態,並不會發電,當風速大於3m/s而小於額定風速時,這一段風機功率的爬升,接近正比例函式(不是三次方函式)。達到額定風速後,風機即以額定功率輸出。

每個風電場真正掙錢的時間段,基本是風機按照額定功率出力這段時間,而其餘時間要麼在曬太陽,要麼風機處於功率爬坡過程中,這也和風功率密度的分部有關。

風力發電輸出的電力怎麼保持穩定?

這是某風電場逐小時統計的風速和風功率密度分部情況,從圖中可以看到,

風功率(風的動能)基本就集中在風機額定風速以上區間,這意味著在一年中能發電的時間段中,大部分時間風機是平穩出力的。

至於其他時間段,只能依賴於風功率預測系統,提前預測,該通知電網通知電網,該停機停機,該棄風棄風。

PS:現今材料技術的條件下,額定風速並不是越低越好,這涉及到風機選型的知識,以後有機會再說。