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中国风电研究论文

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中国风电研究论文

随着科技的不断进步与发展,风电技术越来越受到企业及研究人员的重视,下面我整理了风力发电机技术论文,欢迎阅读!

风电储能技术分析与研究

[摘 要]本文首先概述了风力发电储能技术,然后详细阐述了风力发电储能技术的具体应用。随着我国对于能源需要的不断增大,风能的作用也就显得越来越重要了。因此,研究风力发电系统中储能技术就具有非常重大的现实意义。

[关键词]风力;发电系统;储能技术;

中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0376-01

一、前言

随着科技的不断进步与发展,风电储能技术越来越受到企业及研究人员的重视,本文着重就该部分内容进行了研究。

二、风力发电储能概述

能源是整个世界经济发展的重要基础,人类社会的发展与能源开发利用是息息相关的,人类历史上每次使经济产生质的飞跃都是从新型能源的利用开始的。经济的发展对能源的需求量越来越多,而今使用的传统化石能源消耗速度远远大于自然自身补给速度,从而导致传统能源逐渐趋于枯竭,同时由于能源的不合理开法和利用所排放的有害气体导致环境破坏日益严重。从社会的可持续发展战略来看,开发和利用可再生能源替代传统化石能源是能源结构调整的重要发展方向。因此,世界各国必须寻求一种可再生能源来代替日益匮乏的传统化石能源,在过去的半个多世纪,储量丰富、分布广泛、无污染、使用便利的风能已经受到极大的关注,并被确认为最有前途的替代能源。随着人类对风能的开发和利用,风力发电市场迅速发展起来,进入 20 世纪九十年代以来,世界各国掀起了风力发电应用的新浪潮,风力发电在全球范围内得到前所未有的发展。

我国风能资源丰富、分布广泛,主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部沿海地区及附近岛屿,这些地区工业污染和能源紧缺问题也比较严重,风电并网的开发利用成为解决这一问题的重要策略之一。但是由于风能的间歇性和随机性,风电功率随着风速大小变化而随机波动,尽管大电网允许一定容量波动的风电功率并网,一旦超过一定容量,其功率的波动就影响电网运行的稳定性,随之带来谐波污染、闪变等影响电能质量,为保证电网运行的可靠性和电能质量的优质性,电网不能接纳超过一定容量的风电电能,从而导致无法并网的风电被舍弃,这一状况严重阻碍了我国风电的大规模发展。据国家电监会公布的《风电、光伏发电情况监管报告》和电科院关于电网接纳风电能力的论证报告,可知目前我国大规模风电并网和电网接纳的矛盾日益突出。

三、风电储能技术

现有的储能技术主要包括物理储能、化学储能、电磁储能和相变储能等四种类型。物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等,电磁储能包括超导磁储能(SMES)和超级电容储能等,化学储能包括铅酸电池、锂离子电池和钠硫电池等,相变储能包括冰蓄冷储能和相变建筑材料储能等。各种储能的功率/能量特性及其适应范围不同。需要说明的是,与其他储能方式相比,相变储能并非以电能形式释放存储的电能,且其功率/能量等级涉及的因素很复杂,因而此处不予讨论。但是,随着智能电网的推进,其将在需求侧管理(DSM)方面发挥重要作用。

根据不同储能方式的能量/功率等级、响应速度、经济性等特点,其可应用于电力系统的削峰填谷、调频/调峰、稳定控制、改善电能质量乃至紧急备用电源等不同场合。

四、风力发电储能技术的具体应用

1、利用储能系统增强风电稳定性

增强电力系统稳定性的根本措施是改善系统平衡度,储能系统能够快速吸收或释放有功及无功功率,改善系统的有功、无功功率平衡水平,增强稳定性。针对电压稳定性问题,储能系统改善电压稳定性并增加系统的风电接入容量问题,但该文仅对储能系统做了理想的假设,缺乏有效的动态仿真及理论分析。利用超导储能和超级电容储能系统增强风电稳定性的问题,设计了相应的控制策略,结果显示,超导储能和超级电容储能系统均能有效降低风电并网PCC的电压波动,平滑风电机组的有功输出,增强系统稳定性。频率稳定性问题的研究主要集中在储能系统平滑风电输出功率方面。研究表明采用超导储能系统改善频率稳定性问题,仿真结果表明,超导储能系统在文中既定的条件下使得系统的最大频率偏差从0.369Hz降为0.095Hz,有效改善了系统的频率稳定性,且超导储能系统容量越大系统频率偏差越小。

2、利用储能系统增强风电机组LVRT功能在风电机组比例较高的电力系统中,LVRT是影响系统稳定性的关键因素之一。通过对有、无LVRT功能的风电机组在故障情况下的电网电压恢复情况的比较,结果显示,有LVRT功能的风电机组并网能够有效解决风电并网所产生的电压稳定性问题,有利于系统稳定性的增强。

3、利用储能系统增加风电穿透功率极限

不同电网,限制WPP水平的主导因素不同,采用的储能系统也不同。很多研究人员探讨了采用飞轮储能、电池储能和超导储能系统增加WPP的问题,结果表明,这3种储能系统都能有效增加系统的WPP,并能改善PCC的电压波动性,在冬季大方式和夏季小方式两种极端工况下,频率偏移和线路功率约束是限制WPP的主要因素。

4、利用储能系统优化风电经济性

随机波动的间歇性风电接入电网,将导致系统备用容量增加,系统运行经济性降低。合适的储能系统能够有效解决这一问题,实现电网与风电场的双赢。此外,在电力市场环境下,风电的竞争力较差,采用储能系统配合风电场运行,能够实现风电效益最大化。

五、风电储能展望

受自然条件限制,可再生能源发电具有很大的随机性,直接并入电网会对系统造成一定的冲击,增加系统不稳定的因素。因此,通过研发高效储能装置及其配套设备,与风电、光伏发电机组容量相匹配,支持充放电状态的迅速切换,确保并网系统的安全稳定已成为可再生能源充分利用的关键。

储能技术将在平抑、稳定风能发电或太阳能发电的输出功率和提升新能源的利用价值方面发挥重要作用。风电、光伏等可再生能源发电设备的输出功率会随环境因素变化,储能装置可以及时地进行能量的储存和释放,保证供电的持续性和可靠性。在风力发电中,风速的变化会使原动机输出机械功率发生变化,从而使发电机输出功率产生波动而使电能质量下降。应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径,同时增加了分布式发电机组与电网并网运行时的可靠性。分布式发电系统可以与电网连接,实现向电网的馈电,并可以提供削峰、紧急功率支持等服务。而一些可再生能源分布式发电系统,受环境因素的影响较大,因此无法制订特定的发电规划。

针对变速风电机组设计了附加频率控制环节进行研究,分别通过对转子和风轮机的附加控制,使得DFIG对系统的一次调频有所贡献。针对这些控制方案将降低风电机组效率的缺陷,采用飞轮储能系统辅助风电机组运行,通过对飞轮储能系统的充放电控制,实现平滑风电输出功率、参与电网频率控制的双重目标,并通过仿真验证了方案的可行性。

六、结束语

加强对风电储能技术的研究,可以使风电储能更加完善,使风能发电更加实用,是非常具有现实意义的研究。

参考文献

[1] 王涛.浅析风电储能技术[J].清洁能源.2013(3):166-168.

[2] 盛文仲.浅谈风电储能技术[J].电力系统保护与控制.2012(3):16-18.

[3] 王文鹏.风电储能技术分析[J].电网与清洁能源.2013(6):66-69.

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随着经济的快速增长,风电技术也在不断的改善,给人们的生活带来了许多方便.下面我整理了风电技术论文3000字,欢迎阅读!

促进风电发展的技术解决方案

【摘要】随着经济的快速增长,风电发展的技术也在不断的改善,给人们的生活带来了许多方便,但是,随着技术的发展,在风电发展这方面发现了许多的问题需要解决,本文就从促进风电发展的技术解决方案这方面来研究研究。

【关键词】风电发展;技术解决方案

中图分类号:X703文献标识码: A

一、前言

促进风电发展的技术解决方案是我国面临的一个重大的课题,在我国社会水平的发展,科学技术也在不断的发展,所以,在以后的日子中,需要科学技术人员在促进风电发展的技术解决方案这个方向做出很大的付出。

二、影响海上风力发电技术方面的因素

1、风资源评估

风资源评估是风电场开发建设的首要步骤,是进行风场选址、机位布局、风机选型、发电量估算和经济概算的基础.在宏观分析选址上,根据当地的气象部门的统计数据,获得辽宁沿海的几个城市的气象特征分别如见表1、图1所示.

表1辽宁省部分沿海城市风资源情况

营口、盘锦、大连、锦州等地区按照风能资源上分处于风能丰富区和风能较丰富区,并且临海处于渤海湾内,风速平稳、风浪较小,从宏观风资源角度上看非常适合海上风资源的开发,若要进一步的微观选址则需要建立一整套完整的测风系统以获得准确的技术数据.

2、海床考察与基础建设

海床的条件直接关系到基础采用的形式,基础的成本目前占单机总成本的19%,并且不同情况下的使用环境、造价都是不同.对于我国海上风力发电机基础,通常采用4种基础形式:单桩基础、三脚架或多支架基础、沉降基础和浮运式基础.其使用海域范围如图2所示.

图2根据水域深度海上风力发电机基础应用范围的划分

其中的单桩基础适于浅水、滩涂,并且安装简便,但是不能移动,不适合软海床.三角架或多支架基础适合于水深30m以上的水域,其基础非常坚固,但费用昂贵,很难移动,也不适合软海床.而沉降基础适用于深度不太大的软海床海区,并且安装方便,但海床表面不平时需要进行平整处理,建造费用高.浮运式基础适合于50m以上的水深,其本质就是一艘发电船,并且只适合深海域.辽宁沿海风速平稳,海床下降平缓,海床地质相对坚硬,比较适合应用单桩基础.

三、我国风电发展应重视的问题

1、风电规划过于粗放

(1)风电项目地方建设规划与全国整体规划衔接不够。各地区在开发规划风电基地时,主要是依照当地风能资源情况制定风电的规划规模和建设时序,而很少考虑电力系统的电源结构、电网输电能力、风电消纳市场等因素。各地政府确定的风力发电规划远远大于国家总体规划,使风电项目的规划发展没有体系性和衔接性,而且“十一五”以来,我国风电发展标准多次修改,对风电产业的总体指导性作用不能很好的体现。

(2)风电项目发展与水煤等其他电源规划协调不够。由于风能资源具有间歇性、随机性和不可控等特征,因此风力发电就不可避免的具有着随机和局部反调峰的这种特性,对系统的安全运行带来许多影响。电网系统能够消纳风力发电的规模大小,主要因素在于整个系统的合理规划程度和资源的优化配置情况。国外发达国家的水油气电源比重较高、系统调峰能力充裕,而我国则恰好相反,我国的情况是富煤缺油少气,在目前的电源结构中,煤电装机容量占到全国总装机容量的75%以上。水力发电中大部分是径流式电站、在丰水期是不能够进行调峰的,而核电站目前不参与调峰,因此整个电力系统的调峰能力严重不足,导致我国大部分地区电网的风电消纳能力受到限制。

(3)风电开发与电网规划建设配套不够。我国陆地可开发利用的风能资源主要集中分布在东北、西北、华北北部这“三北”地区,技术可开发量占到全国陆地风能总量的95%以上,我国风能资源基本上与用电负荷逆向分布。在风能富裕集中的“三北”地区,电网建设规模相对较小、且用电负荷有限,风电出力很难就地消纳。这与欧美等西方发达国家“小规模、分布式,低电压、就地接入”的风电发展方式显著不同,由于我国特有的地理、气候等因素制约,我国的风电开发不可避免的具有“大规模、集中开发,远程输送”特性,这就面临着更加复杂的技术挑战。风电的大规模开发必须依托坚强、灵活的电网来实现,且电网的建设周期相对与风电项目要长,因此风电和电网的规划和建设必须相互兼顾、配套开发,不能出现脱节现象。而当前,各地的风电项目规划不参照当地的电网建设计划和进度进行,使建好的风电场无法完全、稳定的接入电网,存在不协调情况。

四、风电前景展望

1、保守模式

这种模式假设中国风电按照常规方式发展,风机质量及供应能力基本保持目前的发展水平。在该模式下,减排温室气体压力不大,且中国风电发展还存在较多的限制性因素,电网建设落后于风电建设速度,电网瓶颈问题未得到有效解决,风电产业的总体投入相对较少,使得风电产业发展一般。这样在 2020 年前后,风电发展依旧比较缓慢;之后,一些问题得到初步解决,2030年以后,风电产业开始快速发展。若以这种发展模式进行,根据我国《新型能源产业发展规划》报告预计,2020 年之前我国风电年新增装机容量将保持在 1.2 GW 左右,累计装机容量将达到150 GW;之后,年新增装机容量保持在 1 GW,并于 2030、2040 和2050 年分别实现累计装机容量 250 GW、350 GW 和 450 GW。

2、乐观模式

这种模式考虑到目前中国风电资源潜力、环境约束、社会总成本等因素,考虑到政府发展目标和产业发展水平,同时假设开发商对目前的风电市场充满信心。在该模式下,中国风电发展存在的问题将得到有效解决,如电网瓶颈问题初步消除、风电价格体制进一步完善、风电设备攻关技术取得进展等。中国风电产业各时间段发展较为均衡,风机制造业和风电市场开发保持合理的速度,电力和电量输送能力基本满足风电发展需求,电力系统具备一定的调度运行能力,中国风力资源得到较充分的开发。这种模式是一种平衡、稳健的发展模式,接近现实发展水平。若以这种发展模式进行,根据我国《新型能源产业发展规划》报告预计,2020 年我国风电累计装机容量将达到 200 GW,占世界装机容量的 20%,年发电量实现 440 TW・h,创收 2 500 亿人民币。2020 年之后,年新增装机容量保持在 1 GW,并于 2030、2040 和2050 年分别实现累计装机容量 200 GW、400 GW 和 500 GW。

3、积极模式

这种模式充分考虑了温室气体的减排压力,国家加大投资力度,积极推进技术研发能力,使得产业发展和基础研发同步提高,电网建设和区域连接得到充分解决,电力系统具备灵活的调度能力;同时国家积极推出各项风电产业激励政策,法律条款能够运行到位,有效解决了各利益主体间的关系。国家发展目标与风电发展速度达到一致,配套的风电服务业也得到新的提升和快速发展。在该模式下,风电发展呈现高速发展趋势,风机制造和市场开发保持快速发展,电网技术、电力系统技术和风电应用技术有了质的突破,风电在电力结构中的比例迅速增长。这种模式是一种超前发展模式,若以这种发展模式进行,根据我国《新型能源产业发展规划》报告预计,2020 年前,我国风电年新增装机容量保持在 1.8 GW 左右,累计装机容量将达到 230 GW,之后,年新增装机容量保持在 1.5 GW,并于 2030、2040 和 2050 年分别实现累计装机容量 380 GW、530 GW 和 680 GW。

五、政策层面的解决策略

1、加强需求侧管理,推动风电多样化利用由于目前储热技术的成本远低于储电成本,为充分利用低谷风电,丹麦大部分终端用户配备了电锅炉、热泵等电采暖设备,将低谷剩余的风电转化为热能供暖,有些还通过储热装置,变储电为储热,大大减少了低谷弃风。我国风力资源多集中在东北和西北这些冬季采暖期长、采暖负荷较大的地区,如果将风电场的建设与地区供热结合,在原有供热锅炉的供热区域或新增的供热区域,试点电采暖,对于提高风电消纳、减少煤炭消耗都具有重要意义。结合用户侧电力需求管理,推动风电多样化利用,积极探索用户侧利用低谷电能的方式,也是提高风电利用率的重要途径。

2、积极开展风电低谷电价试点

充分调动更广泛的电力需求侧资源的关键在于电价激励。国外风电大国依托其成熟的电力市场,充分发挥风电运营成本低的优势,实现了风电的充分消纳。随着我国风电规模的扩大,低谷风电弃风限电问题日益突出。我国可借鉴西班牙、丹麦的风电电价模式,遵循不打破现行上网电价体系、衔接现行风电标杆上网电价的基本原则,试点风电低谷上网电价。初步考虑,风电低谷上网电价由 2 个部分构成:一部分为政府补贴电价(即当地火电机组脱硫标杆电价与当地所属风资源区风电并网标杆电价的差价),维持不变;另一部分为低谷电价,可根据低谷风电特定用途倒算,如采用低谷风电供电锅炉采暖的,可按不高于采用燃煤锅炉采暖成本倒算,也可采用风电边际电量成本计算。

六、结束语

综上所述,就促进风电发展的技术解决方案这方面而言,为了找到促进风电发展的技术解决方案,科学技术人员不仅在技术方面努力,还得总结以前的不足加以改正,解决存在的问题也会是一大进步。

参考文献

[1]于晗 基于概率的含风电场电网的输电系统规划方法研究 华北电力大学2008(5):02-05

[2]刘威 赵渊 周家启 计及风电场的发输配电系统可靠性评估 电网技术 2008 (13) :69-74.

[3]孔维政 美国风电发展面临四大挑战 风能 2013 (1):36-40

[4]苏晓娟 德国风电发展新趋势与投资分析 风能 2012 (6):58-64

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美国电影与中国电影研究论文

体育电影是以各类体育运动及体育工作者的生活为题材的影片,作为体育文化产业与电影产业交叉的产物,其繁荣发展意义重大。举国体制下的中国竞技体育发展迅猛,体育文化产业却始终是短板。本章选择体育电影为研究对象,着重梳理中国和美国体育电影的发展脉络与现状,分析其发展动因,并在此基础上提出适合中国借鉴的经验与启示。 由此可见,体育电影是以反映体育活动与体育精神为主要内容的电影类型。 在对现有关于体育电影研究的整理和分析基础上。

可以发现,国内对体育电影的研究主要分为三个层面:一是基于某部、某类或某一时段内的体育电影进行文本分析,多为电影理论研究;二是将体育电影作为电影研究或者文化研究的一部分,多从文化角度引出,对体育电影的特色着墨不多;三是研究体育电影发展的现状与成因,如对美国电影发展的分析,对中国体育电影的分析等,但以单一国家的发展现状为主,缺乏比较研究的深入性与针对性,由此也造成其应用性与实践性不强。

鉴于此,体育电影的发展状况可以作为检验一国文化传播与体育产业发展程度的标准之一。基于体育电影发展状况的研究及在此基础上提出可借鉴的策略,将是促进体育文化传播与体育产业发展的重要环节。 二、美国体育电影的发展现状 美国体育电影发展迅猛,初具规模。我们可从如下几个具体事例来了解其发展现状。 (一)奥斯卡金像奖 奥斯卡金像奖即美国电影艺术与科学学院奖,是美国乃至全球电影业界年度最重要的活动。

查阅奥斯卡(1929—2013)85年来的获奖(含提名)名单,31部体育题材影片共获得130余项提名与22座小金人,其中《洛奇》《火的战车》《百万宝贝》更是摘得最高奖即最佳影片殊荣。同样,作为美国电影学术界权威的美国电影协会为纪念美国电影百年(1896—1996),联合学术界、制作业界与观众投票评选百部美国电影,体育电影《愤怒的公牛》《洛奇》分别以第4位和第57位名列其中。协会还专门评选了美国影史十大电影类型,将体育电影作为与动画、科幻、西部片、悬疑等齐名的十大类型电影之一。

从发展来看,中国电影事业比西方电影事业起步要晚几十年。西方电影尤其是美国电影常常有一些不经意的幽默,不是刻意去营造的而是往往在不经意间一个细节让你忍俊不禁。相比较而言,中国香港电影界的奇迹“无厘头”电影可谓从头到尾让人乐翻天,这不仅仅体现在情节设计上,在人物形象和塑造上,环境的布置以及音乐配置上都是做足功夫的。以我个人的浅薄认识,美国电影是“幽默”,香港电影里有的只是“滑稽”、“搞笑”而已,我无法评断孰优孰劣。电影只是文化的一个缩影,不同风格必然有其文化大背景。另外从影片的题材上来看,西方电影的艺术片、西部片、歌舞片和动画片也是别具一格,常常让人感慨:啊!原来电影还可以这样!而中国电影在发展中也形成了自己含蓄内敛的韵味与风格,在国际电影界的地位逐步上升,这不能不说是中国文化在世界文化中的地位上升。通过音乐与电影的比较,中西方文化的特点差异在我们脑海中都有了一个大概的印象,接下来,我们又探讨了中西方文化的具体典型及其深层原因。在做这一部分内容时,我们查阅了相关书籍并充分利用了网络资源。一 内陆型文化和海洋型文化 :中华民族文明起源于黄河流域,三面连陆一面靠海的地理环境使中国几乎处于与世隔绝的状态,从而使自身文化保持很强的稳定性和历史延续性。这种独特的自然环境造就了中华民族独有的文化传统和社会心理。诞生于半封闭大陆自然环境的儒家伦理,教诲人们重土轻迁,安贫乐道,日出而作,日落而息,使人们在久远的传统中沉淀了一种封闭的惰性心理和惯性思维方法,保守,缺乏开放的意识;眷恋家园故土,提倡清静无为;安于现状,墨守成规,因循守旧,风险意识和竞争精神不强,时间观念和进取意识淡漠。所谓的“山性使人塞,

理解中美体育电影比较就是对比中国和美国电影体育行业的优势项目以及其发展趋势,

美国电影中华人形象的演变从现存的默片《娇花溅血》(Broken Blossoms)(格里菲斯 [D. W. Griffith]执导,1919)算起,美国电影塑造华人形象已有八十五年的历史。本文选择六部不同时期的美国电影,历史地分析、解读华人形象如何成为美国大众文化中种族、性别与政治冲突的体现。在二十世纪初,华人曾一度被塑造为热爱和平、与人为善的形象,如《娇花溅血》,但由于美国十九世纪末驱赶华人劳工后,「黄祸」意识的延续,好莱坞更热衷于将华人想象为对白人构成威胁的「野蛮的」他者,如《阎将军的苦茶》(The Bitter Tea of General Yen)(卡普拉 [Frank R. Capra]执导,1933)。到了中国抗战及欧美二战时期,美国宗教救世话语影响下的好莱坞及时推出了《大地》(The Good Earth)(富兰克林[Sidney Franklin]执导,1937)之类的影片,赞扬中国妇女的勤劳勇敢及对土地的「原始情感」。而冷战时期持续不衰的东方主义想象又投射出一批如《苏丝黄的世界》(The World of Suzie Wong)(奎因[Richard Quine]执导,1960)宣扬西方「白马王子」超俗爱情、东方女子感恩献身的神话故事。美国国内60年代起日益剧烈的种族冲突也使华人一时凸显成「模范少数族群」,「自愿」同化于美国主流白人文化,在银幕上演出了歌舞升平的轻喜剧,如《花鼓歌舞》(Flower Drum Song)(罗杰斯[Richard Rodgers]执导,1961)。作为难得一见反思西方中心的神话影片,《蝴蝶君》(M. Butterfly)(克罗嫩贝格[David Cronenberg]执导,1993)布下性别迷阵,揭露了西方男人的情感和身份危机,精彩地颠覆了西方冷战话语及东方主义的叙事模式。 美国电影中的华人形象可以作种种解读。按学者马凯蒂(Gina Marchetti)所论1: 好莱坞利用亚洲人、美籍华人及南太平洋人作为种族的他者,其目的是避免黑人和白人之间更直接的种族冲突,或逃避白人对美国本土印第安人和西班牙裔人所持悔罪及仇恨交加的复杂心情。 马凯蒂认为好莱坞电影的叙事运作方式是神话般的,利用多种故事模式迷惑观众,如:强奸模式、俘虏模式、诱惑模式、救世模式、牺牲模式、悲剧爱情模式、超俗浪漫模式及同化模式等。本文所分析的影片,都在不同程度上印证了这些好莱坞电影模式经久不衰的影响力。正因为如此,揭示了这些模式的意识形态内涵及其话语运作方式,对我们更深刻地理解好莱坞有着不可忽略的现实意义。 一 《娇花溅血》:种族危机与性别体现 《娇花溅血》讲述一位简称「黄人」(亦称「程环」)的中国人离乡背井到伦敦谋生,暗恋一位屡遭父亲蹂躏的英国少女的悲剧爱情故事。影片开头即明确表现东西方的文化差异。黄人到中国佛寺进香,祈求远赴他乡后的平安,但他一出寺庙,就遇上西洋水兵聚众闹事街头。东方的和平和西方的暴力一方面揭示了两种文化的差异,另一方面又体现了种族的性别定型。踏上异域后,黄人的行为与价值取向一直呈女性化,从而与爱尔兰拳击手巴罗所体现的西方男性化形成二元对立:前者为文弱、温雅的店铺伙记,后者为粗暴、强壮的酗酒工人;前者为浪漫的梦想家,沉溺鸦片,醉心审美,后者为施虐的父亲,折磨女儿露西而得快感。露西为黄人店中的东方精美物品而陶醉,黄人热心献出丝绸衣料,让露西得到前所未有的「家」的温暖。这一跨种族的恋情,威胁了西方父权中心的秩序,巴罗一怒之下鞭打露西致死。赶来营救的黄人与巴罗对峙,一枪击毙巴罗,将露西的遗体抱回店中,放于牀上,烧香超度,然后用匕首刺心自杀而亡。 马凯蒂指出《娇花溅血》标题本身透露了影片中「幻想」的施虐及拜物的本质:吉什(Lillian Gish)扮演的露西像一朵娇花,生长于贫乏之地,虽如期开放,但不可避免地被蹂躏而雕谢夭折2。在影片中,导演格里菲斯为强调东方(女性式的)的温文细腻和西方(男性式的)的蛮横粗暴,将黄人的牀铺同时塑造成一个战场和祭坛。黄人先是在牀边细心照料露西饱受创伤的心灵,然后在牀前尽力保卫露西不被巴罗带回家,最终又在牀边殉情自杀,完成了现世中不被认同的一段跨种族、跨文化情缘。由于格里菲斯在影片结尾时刻意营造香火萦绕的诗意氛围和黄人凝视露西遗体和匕首时的跪拜姿态,马凯蒂等西方学者认为黄人的自杀场景潜意识地表现了一种「恋尸情节」及视觉上的「性快感」,因此更为影片增添欲望和幻想的空间3。影片对这种欲望和幻想的定位也体现在露西身上:作为一个未成年的少女,她代表了一种超越性行为的,因此成为可望而不可及的纯洁女性。 正因为露西的纯洁,施虐的父亲成为《娇花溅血》被抨击的西方男性文化的掠夺形象。格里菲斯在影片中设置了两个象征性的「强奸」场面。第一,巴罗手持象征「阳具」的鞭子,鞭尾从他的腰间向前垂下,正面威胁着摔倒在地、面色惊慌的露西。第二,露西为躲避父亲,藏身在窄小的储藏间门后,而巴罗怒持利器,砸开门洞,破门而入,将露西揪出殴打。两个象征的「强奸」场景都表明了传统女性在西方专横的父权制度下的悲惨境况,也体现了影片的自虐—施虐的情节结构。 从性别的角度看,黄人所代表的是另一种当时可能令西方女性所倾心的男性美德,但却无疑是一种在西方被视为「女性化」的男性形象。勒萨热(Julia Lesage)称黄人为「浪漫的英雄」,一个倾向自审、谦卑、文弱、被动而终究无能的善良人。格里菲斯正是利用这个美学化的形象来表达一种道德观:「亚洲的文明及其利他的精神与欧美的非道德和粗糙相比而光彩耀眼。」4为了提高《娇花溅血》的美学地位,格里菲斯的影片在纽约市首映时,设计了一出由芭蕾舞演出的序幕,因此将影片定位于贵族及中产阶级才能欣赏的高级艺术品,而非当年移民众多的纽约人花五分钱便可观看的一般默片5。 不可否认,格里菲斯美化种族间的谦让和互容,在某种程度上是为了缓减他早年影片《国家的诞生》(The Birth of A Nation)(1915)中对黑人歧视的描写所造成的不良效果。这里,《娇花溅血》对东方文明的赞美本来为的是缓解西方社会的种族冲突,希望电影观众提高修养,认同高雅文化。但从电影史的角度看,格里菲斯在有意无意之间为好莱坞确定了男性华人在银幕上的一种典型的女性化形象,从此产生深远的影响。 二 《阎将军的苦茶》: 性威胁与俘虏情节 当然,另一类众所周知的好莱坞男性华人形象与黄人的成另一极端——杀人不眨眼的军阀或土匪。在《阎将军的苦茶》里,专横跋扈的阎将军在中国目视无人,根本不把西方女传教士玫根的善意劝导放在眼里,当着玫根的面展示他下令集体枪杀战俘而毫不眨眼的绝对权威。不过,《阎将军的苦茶》转而刻意营造阎将军和玫根之间暧昧的情感游戏,因此有别于早一年发行的《上海快车》(Shanghai Express)(斯滕伯格[Josef von Sternberg]执导,1932)。 在《上海快车》中,同样杀人不眨眼的革命党首领是一位混血华人,在骑劫京沪快车后,对乘客中红极一时的西方妓女「上海百合」(迪特里希[Marlene Dietrich]扮演)垂涎三尺。为胁迫「上海百合」就范,他一方面威胁要用火钳弄瞎英国医生(「上海百合」以前的情人),另一方面强迫「上海百合」同车厢的中国妓女慧菲与他过夜。《上海快车》因此融合了好莱坞的强奸模式和俘虏模式,强调了华人对西方人的性威胁。按弗洛伊德的理论,瞎眼是男性去势的象征,而革命党首领用火钳烫伤一个德国鸦片商则意味着象征性的强暴占有之举。 《上海快车》的转折点是慧菲意外地复仇杀死了强奸她的革命党首领,从而解救了京沪快车上的「俘虏」,也完成了影片结尾处「上海百合」与英国医生的爱情梦。在复仇一场戏里,导演斯滕伯格以其特有的神秘场面营造,将华裔影星黄柳霜(Anna May Wong)扮演的慧菲的巨大身影投射到墙壁上,通过扑朔迷离的光影交错,重现了黄柳霜自《巴格达盗贼》(The Thief of Baghdad)(沃尔什[Raoul Walsh]执导,1924)之后所体现的阴险毒辣、深奥莫测的东方「龙女」或「蜘蛛女」的形象。但是,华人的性威胁一旦解除,《上海快车》即以好莱坞固有的白人之间的男女爱情大团圆结局。 回到《阎将军的苦茶》,中国军阀与白人女传教士之间的爱情则难以在常规的好莱坞模式中发展。影片开头,玫根初抵中国与她的白人未婚夫相见,不期在兵荒马乱中落入阎将军的行宫。与《上海快车》中的革命党首领相反,阎将军虽倾心玫根却不强加己意。相反,他让玫根尽其福音传教的义务,自由活动于行宫中,在情感游戏之间证明了最终是谁感化了谁。由于玫根轻信阎将军之妾,使阎将军军事机密外露,军火列车被打劫一空,从此阎将军丧尽权势,众叛亲离。 有趣的是,随着阎将军权势的削弱,他在玫根眼里的「文明」程度则不断增加,从一个野蛮的刽子手渐渐变成风度翩翩的绅士。阎将军的变化在玫根的一场白日梦中充分体现出来。玫根先是梦见阎将军以毫无浪漫色彩的游侠形象出现,这游侠酷似当时在好莱坞盛行(1926-52年间共出品四十六部)的侦探片系列《陈查理探长》(Charlie Chan)中女性化的陈查理探长,随后阎将军又以一副狰狞的、色情的傅满洲的形象出现,追逐玫根不放,使她从梦中惊醒。阎将军在玫根的梦中扮演了好莱坞假设的华人男性的两个极端:其一,善良但女性化或无性威胁的男子,如陈查理或早期的黄人;其二,阴险野蛮的恶魔,如傅满洲或1936-40年间影片《飞侠哥顿》(Flash Gordon)系列中要征服世界的华人奸臣「无情的明」(Ming the Merciless)。 玫根的梦既表达了好莱坞对华人男子形象二元对立的思维,也揭示了这种对立实际上来源于西方人内心的矛盾,一方面向往异国的奇情,另一方面又恐惧他者的威胁。与自己普通乏味的未婚夫相比,在玫根眼中的阎将军既是性威胁又是性诱惑,等到片尾阎将军人去财空时,玫根宁愿留下来服侍阎将军。她穿上阎将军赠送的丝绸中装,跪在阎将军跟前,但一切都已太晚了,因为阎将军此时已服毒自杀,面带性征服异族女性胜利后的欣慰而逝,留下玫根一人在遗弃的行宫里哀叹人世苍凉,命运叵测。 《阎将军的苦茶》在一些细节上回应了《娇花溅血》,玫根身着丝绸中装与露西相仿,而阎将军的自杀更与黄人相似。从象征意义来看,这两部影片——加上《上海快车》中革命党首领的遇刺——都证实了好莱坞叙事模式对华人男子至少是要象征性「去势」的欲望,即从银幕上根本除去华人对西方女子的性威胁。不难想象,好莱坞从此很少再编织华人男性与西方女性的爱情故事,取而代之的是西方白马王子征服东方美女的演绎不尽的缠绵情爱(如本文第四节将述)。 三 《大地》:农妇土地与原始情感 马凯蒂推测《阎将军的苦茶》将中国描述成「一个任何事情都可能发生的奇异、危险、混乱的地方」,为的是转移当年饱受经济萧条之害的美国观众的注意力6。这一推测也许言过其实,但数年后《大地》对中国灾荒和贫穷的渲染,的确可能给美国观众一种高人一等的自豪感:美国社会已经进入了现代化,而中国人却还在水深火热中挣扎。美国观众的自豪感还可以来自他们宗教救世的信仰:中国农民像美国建国初期的拓荒者一样,本着对土地坚定不移的信念,克服天灾人祸,建立属于自己的家园。《大地》改编自在中国生长的美国传教士后裔赛珍珠(Pearl S. Buck)的同名英文畅销小说,其中的基督教关联自然不言而喻。 《大地》中的中国农妇勤劳勇敢的形象,被称为是美国电影史上的突破,一改早先刻板的华人形象(如鸦片病鬼、滑稽厨师、洗衣店员等配角,及前文所提阴险妖女和野蛮军阀等主角)。影片描述一位农妇欧兰历尽千辛万险,生儿育女,勤俭节约,默默地帮丈夫种田持家,在荒年也坚决不肯卖地,而宁愿沿途乞讨到南方,维护了立家的根本,最后又为丈夫纳妾安度晚年。影片结尾,欧兰悄然病死,丈夫望着窗外的桃树,缅怀妻子而感叹:「欧兰,你就是土地。」厄尔林(Richard Oehling)认为影片中中国农民对土地的热爱是西方人无法想象的,只有在「原始的」中国才可以理解。厄尔林进一步指出,「《大地》使中国农民的形象变得真实可爱,成功奠定了后来40年代战争片中中国农民形象的塑造。」7诚然,另一部改编自赛珍珠小说的影片《龙籽》(Dragon Seed)(康韦[Jack Conway]与比凯[Harold S. Bucquet]联合执导,1944)同样渲染中国农民对土地的热爱,为了不让日兵收获粮食,他们自愿放火烧毁田园农庄,进山避难,让儿女加入游击队保卫土地。 《大地》代表的形象突破与时局有着密切的关系。一方面,日本的入侵使中国成为美国的盟友;另一方面,好莱坞接受《上海快车》和《阎将军的苦茶》等片在中国屡遭抗议而禁演的教训,在《大地》拍摄时邀请中国官员预审剧本,到中国购买道具,又在洛杉矶动用众多华人自愿者参与摄制8。虽然中国官方对完成的影片不尽如意,但雷纳(Luise Rainer)扮演欧兰的成功,使她荣获当年奥斯卡的最佳女主角大奖。值得说明的是,时至40年代,好莱坞明文规定男女主角不得由少数族群人扮演,使得白人演员为「扮黄脸」而化妆得奇形怪状,面目全非,丝毫谈不上甚么真实或美感。 四 《苏丝黄的世界》:白马王子与超俗爱情 到了放映《苏丝黄的世界》的60年代,「扮黄脸」现象已经结束,女主角已由华人扮演。这部东方主义色彩浓厚的爱情片描写美国白人画家罗伯特到香港寻求自我,爱上苏丝黄小姐,克服种族、阶级和文化的鸿沟,有情人终成眷属。苏丝第一次在轮渡遇见罗伯特即以不标准的英文宣称自己是「美琳」,一位富家「处女」。罗伯特进入九龙城,街道两侧拥挤的货摊、行人和车辆组成一幅东方主义视野中典型的杂乱无序的第三世界城市景象。这一景象令人回想起《上海快车》片头京沪快车被北京古城的行人和动物阻挡的景象,而时隔近三十年,两个景象都表示西方文明的视野对第三世界落后的无奈。然而无奈并不等同无能,在《苏丝黄的世界》里,罗伯特即肩负起改变东方落后无知的责任。他在所住旅店的酒吧里发现「美琳」原来名叫苏丝,是当地颇负盛名的舞妓。泼辣、迷人的苏丝,在罗伯特面前展示自己性感的身体。为了拯救苏丝「堕落」的灵魂,罗伯特请苏丝作模特儿,挖掘她所体现的东方美,从而逐渐改变了她个人形象的艺术品味。 《苏丝黄的世界》依据东方主义的典型话语模式,让罗伯特代表西方文明的视野重新解读「愚昧的」东方,创造出东方人所「不能理解」的「新」意义。一天,罗伯特惊讶地发现苏丝穿了一套在街上买来的昂贵的欧式服装,责怪她「没有任何美感」,装扮得像「下贱的欧洲街头妓女」,进而将苏丝脱个半裸,在银幕上演了一出脱衣舞。讽刺的是,罗伯特从来不曾为苏丝作香港街头妓女的中国服饰提出异议。更讽刺的是,他让苏丝穿上他为她购买的中国古装行头,将她装扮成西方人想象中的「东方公主」。这里,罗伯特重新「创造」东方,为的是强调自己的主体性:是他让西方的「艺术品味」在不知自身价值的东方女性身上「体现」出来。他将作为古装公主的苏丝绘入画中,从此创造出另一个比现实「更美」的苏丝,而丝毫不顾苏丝本人是否认同这种「美」的体现。 似乎单让罗伯特在艺术上「拯救」苏丝还不够,《苏丝黄的世界》又让罗伯特在影片高潮时演出了英雄救美的惊心动魄场面。苏丝与罗伯特同居后经常不辞而别,消失几天后才重返。心怀疑惑的罗伯特跟踪后发现原来苏丝有个私生子,寄养在山上的贫民窟里。适值香港大雨倾盆,山洪暴发,危及贫民窟。苏丝为救孩子,冲破警察的阻拦,冒雨奔向山腰。罗伯特紧跟其后,在钉蓬被洪水冲垮前救出苏丝,但孩子已不幸身亡。影片结尾时,苏丝在庙宇烧香为孩子的亡灵超度,答应同罗伯特移居美国,因此满足了白马王子的心愿。如果说电影中的孩子一般代表将来,那么苏丝的孩子代表的便是第三世界没有前途的将来。所以,作为第三世界贫困、落后的记忆标志,这位无辜的私生子就在好莱坞的超俗爱情故事里轻而易举地一笔勾销了,因为影片要观众憧憬的是苏丝脱离第三世界后与白马王子在西方世界的幸福前程。 五 《花鼓歌舞》:移民故事与文化异同 如果说西方中心的意识形态在以上分析的电影中都以主流话语的形式出现,《花鼓歌舞》则通过华裔移民主动认同美国文化的同化模式,表现西方中心的无所不在。这部改编自畅销百老汇歌剧的电影全部由华人扮演,通过爱情三角的价值设计和两代移民的观念冲突,既赞美了孝顺、贤惠等传统中国美德,又支持华人接受主流文化、享受现代文明的意愿。香港在影片中是美丽和她父亲非法移民的出发地,他们躲在船舱的木桶堆里漂洋过海来到旧金山。美丽自幼许配给他人,此行正是为践婚约。父女初到旧金山,人生地不熟,幸亏美丽灵机一动,在唐人街唱一曲花鼓歌,让有心人带见夫婿(一位开餐馆的花花公子)。但花花公子倾心舞女琳达,而琳达又爱慕吉姆。花花公子介绍美丽到吉姆的父亲家暂时居住,贤惠的美丽打动了吉姆恪守中国传统的父亲,使他有心为吉姆拉线,从而使吉姆陷入两难的三角恋。一次吉姆与琳达驱车郊游,琳达亲吻吉姆,让他享受「美国式的」爱情表示,但如同《苏丝黄的世界》中的罗伯特,内向的书生吉姆在咄咄逼人的新女性面前颇不自在。 《花鼓歌舞》不仅掩盖了当年美国日益剧烈的种族冲突,抹煞历史,粉饰太平,而且还设计了一个各取所需、皆大欢喜的大团圆结局。倾向中国传统美德的吉姆和美丽与沉溺西方物质生活的花花公子和琳达终成眷属,表示美国这个移民国家可以容纳各种趣味、各种理想。这一「融合」主题在另一首歌曲〈大杂碎〉中得以展示:美国社会就像美国人发明的中国菜「大杂碎」,蔬菜、肉类样样都有,而且味道不错。众人高唱〈大杂碎〉这首歌的场合是吉姆的姑姑宣誓加入美国籍的日子,其用心不言而喻。作为美国「新发现的」模范少数族群,华裔似乎避免冲突而追求融合,因此成为好莱坞同化模式的最佳选择。 不可否认,《花鼓歌舞》中歌舞升平的唐人街只是好莱坞自欺欺人的掩饰。在西方主流文化里,唐人街如同军阀混战时的中国,是暴力和危险的象征。唐人街这种恶劣的形象到了80年代仍未消解。《龙年》(Year of the Dragon)(奇米诺[Michael Cimino]执导,1985)即将纽约的唐人街描述成黑社会垄断、暗杀成风地狱般的社区,唯有一位改姓「怀特」(White意指「白人」)、愿为美国越战战败而「复仇」的白人警探孤军奋斗,对唐人街开战。受西方中心与东方主义话语的双重钳制,怀特先在一次餐馆枪战中「英雄救美」,但不久就强暴了美丽的华裔电视台女记者,进而肆意占用她的公寓进行反黑帮活动。怀特的行为再次证明「占有异国女人即占有异国土地」的殖民心态,只是《龙年》的异国就在纽约,而这「异国论」又进一步揭示,美国主流文化从未将唐人街视为美国本土社会的一部分。应该注意的是,80年代的美国华裔社会已渐渐成熟,华人社团联名向好莱坞抗议影片辱华,逼使《龙年》在公映时不得不在片头加上「纯属虚构」之类欲盖弥彰的遁词。 六 《蝴蝶君》:性别迷阵与身份危机 对西方中心的神话进行最彻底颠覆的影片之一是《蝴蝶君》。影片的故事在两条重迭的线索中发展:一是冷战时期东西方之间错综复杂的间谍战,二是东方主义话语中典型的西方男子征服东方女子的爱情游戏。这里说「游戏」,是因为东西方之间犹疑不定的性别—政治迷阵的最终结局,是东方仍然是谜一样地不可思议,而西方到头来自欺欺人,意欲征服他人却无情解构了自己。 影片开始,法国驻北京使馆外交官加利马尔在一次音乐会上被宋丽玲演唱意大利歌剧《蝴蝶夫人》的美妙歌声感动,爱慕之心油然而生,主动追求宋丽玲。宋丽玲不无嘲讽地提醒加利马尔,歌剧《蝴蝶夫人》之美是西方人幻想出来的美,不一定被东方人所认同。这部歌剧赞颂一位日本女子因美军情人离别后哀诉其思念之情,数年后发现情人已娶白人太太而痛苦不堪,殉情自杀,以完成一种坚贞不移的理想。然而,加利马尔无法从东方主义这种刻板的单向思维中自拔,自认是一位西方男子气十足的白马王子,理所当然地要征服才貌双全的东方美女。加利马尔几经周折后如愿以偿,占有了宋丽玲的身体,在文革中回法国后又惊喜地得知宋丽玲像《蝴蝶夫人》故事所述为他生了个孩子。当他们离别多年在法国重逢后,加利马尔惊讶地发现过去的一切都是,宋丽玲原来是中国间谍,两人因此双双入狱。更惊人的是法庭宣布宋丽玲是位男性,丑闻公开后一时成为头条新闻。 其实,这一耸人听闻的间谍案取材于法国真实的故事,影片改编自黄哲伦的同名畅销舞台剧。彻底颠覆西方中心神话的高潮设在影片结尾,此时宋丽玲被法国驱逐出境,乘机回国,而加利马尔则在监狱里自演一出《蝴蝶夫人》后在极端痛苦中自杀。加利马尔的自杀场景意韵深远。他一边用录音机播放一曲哀怨的《蝴蝶夫人》,一边以蝴蝶夫人的扮相粉墨登场,面对走廊上观看的囚犯宣布:「我,加利马尔,就是蝴蝶夫人。」然后用破碎的化妆镜片自尽,而不知就里的观众还在为他精彩的表演热烈鼓掌。加利马尔自杀表演时的诚恳自白揭示了西方想象中的东方美女最终不过是一个幻想,一个可望而不可及的概念,这个概念促使西方男子追逐幻想中的东方,最后意识到这个终生期待的幻想不在异国,而在自身的表演中!加利马尔最精彩的自身表演也是他自我终结的时刻:他不再幻想占有蝴蝶夫人(他原先占有的蝴蝶夫人宋丽玲早已无情地欺他),因为此时此地他自己已经成为蝴蝶夫人(一个永远不会欺他的「她」)。 加利马尔一生所窃取的间谍情报中没有任何一条比他生命终结时所发现的事实更真实:东方主义的完美男人(白种人)和完美女人(东方人)归根结底都不过是西方话语制造出的幻想。周蕾因此指出,加利马尔死心塌地地按这种幻想生活,以致走向极端而自恋自身(即自己的幻想)而死13。好莱坞故事的迷惑模式在影片《蝴蝶君》中绕了一大圈后回头颠覆了自己:西方男性(加利马尔)—东方美女(宋丽玲)—蝴蝶夫人(宋丽玲)—蝴蝶夫人(加利马尔)。换成性别表述,他(西方男性)所幻想的她(蝴蝶夫人)最终不过是幻想本身(他和她的一体性),西方中心内在的身份危机由此揭晓。 显然,影片《蝴蝶君》对西方中心的颠覆是从西方男性身体(自我中心)开始做起。苏内尔(Asuman Suner)认为,现代主义意义上的男性主体性表现在身体对自然的完全控制,一旦经历变化、变异后身体失控,男性就因边界的模糊或瓦解而恐慌,其主体性也濒于崩溃,所以《蝴蝶君》不妨作为后现代的恐怖片来解读14。由此看来,加利马尔—蝴蝶夫人二者的可互换性从根本上瓦解了东西两方和男女性别的界限,颠覆了西方冷战和东方主义的双重话语,对西方观众造成「恐怖」效果。影片《蝴蝶君》精彩地解构了「殖民女性」(既对女性的殖民和被殖民者的女性化)这一西方话语策略,出其不意地来一个男性殖民者(西方)自身的女性化,而且将后者作为西方殖民幻想的本质。颠覆的结果是,西方中心本身是空洞乏味的,西方(男性)的主体性是危机重重的,靠幻想东方离奇、美妙的故事(如《蝴蝶君》及其他本文分析的影片)来充实自己向往扩张的殖民和占有的欲望。 影片《蝴蝶君》表明,对西方而言,东方终究是不可知的。西方想象出的华人形象宋丽玲主动向西方中心交还了东方主义所要的幻想:完美的女人(东方情人)和蝴蝶夫人(悲剧美),但他(她)同时也让西方看到西方所不愿面对的冷战事实:「背信弃义的」中国间谍和危机重重的西方主体。宋丽玲因此同时体现了西方视野中东方的迷人(爱情)和危险(死亡),二者合力摧毁了加利马尔(自大、自负而自欺的西方代表)。不可否认,华人形象的这种双重性正是长期以来驱使好莱坞叙事欲望的一个动力:幻想他者,编造爱情,满足观众,扩张自我。在好莱坞的想象中,华人就像隐藏在奇观的面具背后谜一般的东方女人(华人男性因此必须女性化,从黄人到宋丽玲皆如此设计),既诱人销魂落魄又危及生命安全。但这奇观的面具本身也是好莱坞的虚构之一。面具背后并没有甚么隐藏的真实,因为这面具本身就是好莱坞的真实,或真实的好莱坞:一个奇观的造梦机器,不停地在种族、性别与政治的交错层面间虚构自己的故事。 并不是很完整,仅供参考,请自借鉴。希望对您有帮助。

风电并网发电研究论文

随着科技的不断进步与发展,风电技术越来越受到企业及研究人员的重视,下面我整理了风力发电机技术论文,欢迎阅读!

风电储能技术分析与研究

[摘 要]本文首先概述了风力发电储能技术,然后详细阐述了风力发电储能技术的具体应用。随着我国对于能源需要的不断增大,风能的作用也就显得越来越重要了。因此,研究风力发电系统中储能技术就具有非常重大的现实意义。

[关键词]风力;发电系统;储能技术;

中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0376-01

一、前言

随着科技的不断进步与发展,风电储能技术越来越受到企业及研究人员的重视,本文着重就该部分内容进行了研究。

二、风力发电储能概述

能源是整个世界经济发展的重要基础,人类社会的发展与能源开发利用是息息相关的,人类历史上每次使经济产生质的飞跃都是从新型能源的利用开始的。经济的发展对能源的需求量越来越多,而今使用的传统化石能源消耗速度远远大于自然自身补给速度,从而导致传统能源逐渐趋于枯竭,同时由于能源的不合理开法和利用所排放的有害气体导致环境破坏日益严重。从社会的可持续发展战略来看,开发和利用可再生能源替代传统化石能源是能源结构调整的重要发展方向。因此,世界各国必须寻求一种可再生能源来代替日益匮乏的传统化石能源,在过去的半个多世纪,储量丰富、分布广泛、无污染、使用便利的风能已经受到极大的关注,并被确认为最有前途的替代能源。随着人类对风能的开发和利用,风力发电市场迅速发展起来,进入 20 世纪九十年代以来,世界各国掀起了风力发电应用的新浪潮,风力发电在全球范围内得到前所未有的发展。

我国风能资源丰富、分布广泛,主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部沿海地区及附近岛屿,这些地区工业污染和能源紧缺问题也比较严重,风电并网的开发利用成为解决这一问题的重要策略之一。但是由于风能的间歇性和随机性,风电功率随着风速大小变化而随机波动,尽管大电网允许一定容量波动的风电功率并网,一旦超过一定容量,其功率的波动就影响电网运行的稳定性,随之带来谐波污染、闪变等影响电能质量,为保证电网运行的可靠性和电能质量的优质性,电网不能接纳超过一定容量的风电电能,从而导致无法并网的风电被舍弃,这一状况严重阻碍了我国风电的大规模发展。据国家电监会公布的《风电、光伏发电情况监管报告》和电科院关于电网接纳风电能力的论证报告,可知目前我国大规模风电并网和电网接纳的矛盾日益突出。

三、风电储能技术

现有的储能技术主要包括物理储能、化学储能、电磁储能和相变储能等四种类型。物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等,电磁储能包括超导磁储能(SMES)和超级电容储能等,化学储能包括铅酸电池、锂离子电池和钠硫电池等,相变储能包括冰蓄冷储能和相变建筑材料储能等。各种储能的功率/能量特性及其适应范围不同。需要说明的是,与其他储能方式相比,相变储能并非以电能形式释放存储的电能,且其功率/能量等级涉及的因素很复杂,因而此处不予讨论。但是,随着智能电网的推进,其将在需求侧管理(DSM)方面发挥重要作用。

根据不同储能方式的能量/功率等级、响应速度、经济性等特点,其可应用于电力系统的削峰填谷、调频/调峰、稳定控制、改善电能质量乃至紧急备用电源等不同场合。

四、风力发电储能技术的具体应用

1、利用储能系统增强风电稳定性

增强电力系统稳定性的根本措施是改善系统平衡度,储能系统能够快速吸收或释放有功及无功功率,改善系统的有功、无功功率平衡水平,增强稳定性。针对电压稳定性问题,储能系统改善电压稳定性并增加系统的风电接入容量问题,但该文仅对储能系统做了理想的假设,缺乏有效的动态仿真及理论分析。利用超导储能和超级电容储能系统增强风电稳定性的问题,设计了相应的控制策略,结果显示,超导储能和超级电容储能系统均能有效降低风电并网PCC的电压波动,平滑风电机组的有功输出,增强系统稳定性。频率稳定性问题的研究主要集中在储能系统平滑风电输出功率方面。研究表明采用超导储能系统改善频率稳定性问题,仿真结果表明,超导储能系统在文中既定的条件下使得系统的最大频率偏差从0.369Hz降为0.095Hz,有效改善了系统的频率稳定性,且超导储能系统容量越大系统频率偏差越小。

2、利用储能系统增强风电机组LVRT功能在风电机组比例较高的电力系统中,LVRT是影响系统稳定性的关键因素之一。通过对有、无LVRT功能的风电机组在故障情况下的电网电压恢复情况的比较,结果显示,有LVRT功能的风电机组并网能够有效解决风电并网所产生的电压稳定性问题,有利于系统稳定性的增强。

3、利用储能系统增加风电穿透功率极限

不同电网,限制WPP水平的主导因素不同,采用的储能系统也不同。很多研究人员探讨了采用飞轮储能、电池储能和超导储能系统增加WPP的问题,结果表明,这3种储能系统都能有效增加系统的WPP,并能改善PCC的电压波动性,在冬季大方式和夏季小方式两种极端工况下,频率偏移和线路功率约束是限制WPP的主要因素。

4、利用储能系统优化风电经济性

随机波动的间歇性风电接入电网,将导致系统备用容量增加,系统运行经济性降低。合适的储能系统能够有效解决这一问题,实现电网与风电场的双赢。此外,在电力市场环境下,风电的竞争力较差,采用储能系统配合风电场运行,能够实现风电效益最大化。

五、风电储能展望

受自然条件限制,可再生能源发电具有很大的随机性,直接并入电网会对系统造成一定的冲击,增加系统不稳定的因素。因此,通过研发高效储能装置及其配套设备,与风电、光伏发电机组容量相匹配,支持充放电状态的迅速切换,确保并网系统的安全稳定已成为可再生能源充分利用的关键。

储能技术将在平抑、稳定风能发电或太阳能发电的输出功率和提升新能源的利用价值方面发挥重要作用。风电、光伏等可再生能源发电设备的输出功率会随环境因素变化,储能装置可以及时地进行能量的储存和释放,保证供电的持续性和可靠性。在风力发电中,风速的变化会使原动机输出机械功率发生变化,从而使发电机输出功率产生波动而使电能质量下降。应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径,同时增加了分布式发电机组与电网并网运行时的可靠性。分布式发电系统可以与电网连接,实现向电网的馈电,并可以提供削峰、紧急功率支持等服务。而一些可再生能源分布式发电系统,受环境因素的影响较大,因此无法制订特定的发电规划。

针对变速风电机组设计了附加频率控制环节进行研究,分别通过对转子和风轮机的附加控制,使得DFIG对系统的一次调频有所贡献。针对这些控制方案将降低风电机组效率的缺陷,采用飞轮储能系统辅助风电机组运行,通过对飞轮储能系统的充放电控制,实现平滑风电输出功率、参与电网频率控制的双重目标,并通过仿真验证了方案的可行性。

六、结束语

加强对风电储能技术的研究,可以使风电储能更加完善,使风能发电更加实用,是非常具有现实意义的研究。

参考文献

[1] 王涛.浅析风电储能技术[J].清洁能源.2013(3):166-168.

[2] 盛文仲.浅谈风电储能技术[J].电力系统保护与控制.2012(3):16-18.

[3] 王文鹏.风电储能技术分析[J].电网与清洁能源.2013(6):66-69.

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中国风力发电潜力巨大中科院专家提出:风能、太阳能、潮汐能的开发可以有效缓解中国的能源供应困局,其中产业化条件最为成熟的首推风力发电。中国风力发电已经历20年漫长的“试验期”,而风力发电的产业化举步维艰,大大小小的风电场遍布全国,几乎各省都有,却并不成气候。据统计,到去年年底,全国共有43个风电场,分布在14个省(区、市),总装机容量76.4万千瓦。刘应宽说,按照目前的发展势头,到今年年底,全国风电装机容量将肯定超过100万千瓦。而早在1995年,原国家电力部就提出,到2000年中国风机规模要达到100万千瓦,这一时间表整整推迟了5年。随着近年煤炭、石油等常规能源的全面紧张,清洁环保的可再生能源驶入发展的快车道。《京都议定书》的签订和《可再生能源法》的出台,为风电迅速成长注入蓬勃动力。在各种可再生能源中,风能因资源丰富、成本相对较低而最具商业化、产业化前景。政策的驱动,以及利益的诱惑,吸引着嗅觉敏锐的企业纷纷投资风电。据不完全统计,包括五大发电集团在内的全国30多家企业已争相涉足这一领域,总投资超过100亿元。按照国内目前的行业平均水平,每千瓦风电装机容量的成本为8000-10000元,与造价约4000元/千瓦的煤炭、石油等常规能源电厂相比,风电场的造价大约高出1倍。目前,每度风电的成本约为0.4-0.5元。研究表明,风力发电能力每增加一倍,成本就会下降15%。由于近年世界风电增长一直保持在30%以上,风电成本快速下降,国外已日趋接近燃煤发电成本。此外,风电外部成本几乎为零,甚至低于核电成本,因此经济效益凸现。随着中国风电设备国产化和发电的规模化,风电可望比燃煤发电更具成本和价格优势。在风电场急速增长的带动下,风电设备制造正呈现出巨大的市场空间。按照中国远期规划(2020年风电装机2000万千瓦)和每千瓦8000-10000元的造价,每年风电设备市场容量约为97亿-122亿元。即使考虑国产化程度提高而导致的价格下降,平均每年的市场容量也应保持在70亿元以上。在可预期的巨大市场空间面前,中国风电设备制造企业将迎来难得的发展机遇。同样看到这个巨大市场的,还有来自欧洲的跨国风电设备制造企业。由于起步早,技术先进,欧洲企业占据着全球风电设备市场的绝大部分市场份额,中国市场也不例外。由于看到中国市场的巨大需求,欧洲各大风电设备制造企业纷纷提高产品售价,并严格控制技术转让。有资料显示,过去3年间,进口风电设备的价格上涨了20%以上。面对风电的商机与困惑,有关专家提出,已具产业化条件的中国风力发电迟迟不能迈出关键一步,最重要的原因在于:由于电价、关税、贷款、税收等优惠政策与扶持措施不到位,风电产业化从市场这个“源头”被束缚住了。中国的风力发电产业化,只能从做大风电市场破题。应该促进可再生能源立法,打破电力市场的地区分割,解决风电在全国摊销的关键难题,同时辅以信贷、税收、消费等方面的鼓励政策,从而引导更多的投资进入风电产业,进而借鉴彩电、汽车等行业的国产化方式,以市场来推进风力发电设备制造、研发的国产化。

研究风电场的论文

风力发电是一种清洁的、可再生的能源。下面我整理了风力发电技术论文,欢迎阅读!

风力发电技术

摘要:随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展,加之人们对环境保护的要求,人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源,它是取之不尽用之不竭的能源,还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用,从风车到风力发电,证明了文明和科学进步。绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了《风力2012》报告,报告中指出到2020年,世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%,我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出,中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较,具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大,风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。

关键词:风力发电技术

一、风力发电国内外发展现状

1、 国外风力发电发展现状

2012 年新增风电装机容量最多的10 个国家占世界风电装机的87%。与2007 年相比,美国保持第1 名,中国超过西班牙从第3 名上升到第2 名,印度超过德国和西班牙从第5名升至第3 名,前3 名的国家合计新增装机容量占全世界的60%。根据世界风能协会的统计,2012 年全世界风电装机容量新增约2726 万kW,增长率约为29%。累计达到1.21 亿kW,增长率为42%,突破1 亿kW 大关。风电总量为2600 亿kWh,占全世界总电量的比例从2000 年的0.25%增加到2012 年的1.5%。尽管风电的发展仍然存在着很多困难,如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等,但相比于常规能源,经济性优势逐步凸显,世界各国都对风电发展充满了信心。

2、 我国风力发电的现状

我国的风力发电始于20世纪50年代后期,在吉林、辽宁、新疆等省建立了单台容量在10kW以下的小型风力发电场,但其后就处于停滞状态。直到1986年,在山东荣城建成了我国第一座并网运行的风电场后,从此并网运行的风电场建设进入了探索和示范阶段,但其特点是规模和单机容量均较小。到1990年已建成4座并网型风电场,总装机容量为4.215MW,其最大单机容量为200kW。在此基础上,风力发电从1991年起开始步入了逐步推广阶段,到1995年,全国共建成了5座并网型风电场,装机总容量为36.1MW,最大单机容量为500kW。1996年后,风力发电进入了扩大建设规模的阶段,其特点是风电场规模和装机容量均较大,最大单机容量为1500kW。据中国风能协会最新统计,2007年中国除台湾省外新增风电机组3,144 台。与2006 年相比,2007年当年新增装机增长率为145.8%,累计装机增长率为126.6%。2007年中国除台湾省外累计风电机组6,458台,装机容量5,890MW。

各种风力发电机的优缺点

风力发电机组主要由两大部分组成:

风力机部分它将风能转换为机械能;

发电机部分它将机械能转换为电能。

根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征,再加上它们的不同组合,风力发电机组可以有多种多样的分类。

(1) 按照功率传递的机械连接方式的不同,可分为“有齿轮箱型风机”和无齿轮箱的“直驱型风机”。

有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴,联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性,可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。

而直驱型风机则另辟蹊径,配合采用了多项先进技术,桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴,使风机发出的电能同样能并网输出。这样的设计简化了装置的结构,减少了故障几率,优点很多,现多用于大型机组上。

(2) 根据按桨叶接受风能的功率调节方式可分为:

“定桨距(失速型)机组”桨叶与轮毂的连接是固定的。当风速变化时,桨叶的迎风角度不能随之变化。由于定桨距(失速型)机组结构简单、性能可靠,在20 年来的风能开发利用中一直占据主导地位。

“变桨距机组”叶片可以绕叶片中心轴旋转,使叶片攻角可在一定范围内(一般0-90度)调节变化,其性能比定桨距型提高许多,但结构也趋于复杂,现多用于大型机组上。

(3) 按照叶轮转速是否恒定可分为:

“恒速风力发电机组”设计简单可靠,造价低,维护量少,直接并网;缺点是:气动效率低,结构载荷高,给电网造成电网波动,从电网吸收无功功率。

“变速风力发电机组”气动效率高,机械应力小,功率波动小,成本效率高,支撑结构轻。缺点是:功率对电压降敏感,电气设备的价格较高,维护量大。现常用于大容量的主力机型。

(4) 根据风力发电机组的发电机类型分类,可分为两大类:

“异步发电机型” “同步发电机型”

只要选用适当的变流装置,它们都可以用于变速运行风机。

异步发电机按其转子结构不同又可分为:

(a) 笼型异步发电机转子为笼型。由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网,而在小、中型机组中得到大量的使用;

(b) 绕线式双馈异步发电机转子为线绕型。定子与电网直接连接输送电能,同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率。

同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极的类型又可分为:

(a) 电励磁同步发电机转子为线绕凸极式磁极,由外接直流电流激磁来产生磁场。

(b) 永磁同步发电机转子为铁氧体材料制造的永磁体磁极,通常为低速多极式,不用外界激磁,简化了发电机结构,因而具有多种优势。 二、相关风力发电控制技术

随着经济节约型社会的逐步推进,风能作为清洁的可再生能源,实现风力发电也越来越受到人们关注。然而面对风况的可变性(锋速的大小、方向的随机性)以及风电场中风力发电机组布置的分散性,要实现风电低成本、超大规模开发利用,作为其可靠、高效运行的关键技术,控制技术需要进行不断地改进,并具有广阔的研究前景。

三、风力发电机组控制系统构成

风力发电机组控制系统由本体系统和电控(总体控制)系统组成,本体系统包括空气动力学系统、发电机系统、变流系统及其附属结构;电控系统由不同的模块构成,主模块包括变桨控制、偏航控制、变流控制等,辅助模块则包括通讯、监控、健康管理控制等。而且,在本体系统与电控系统间实现系统的联系及信号的变换。例如,空气动力系统的桨距由变桨控制系统控制,保证了风能转化的最大化,功率输出的稳定等作用。风轮的自动对风及连续跟踪风向引起电缆缠绕的自动解缆受偏航控制系统控制,分为主、被动迎风两种模式,目前大型并网风电系统多采用主动偏航模式。变流控制常和变桨距系统结合,对变速恒频的运行及最大额定功率进行控制。

根据风电机组不同的分类标准,可将机组控制系统分为不同种类。目前风力发电的主流机型主要是依据桨距特性,发电机类型等分类,通过技术不断改进,控制系统由最先的定桨距恒速恒频控制到变桨距恒速恒频控制,随之发展为变桨距变速恒频控制。此外,据连接电网类型可将风电控制系统分为离网型和并网型,前者已步入大规模稳定发展阶段。后者则成为现阶段控制系统的主要发展方向。

1.变桨控制

变桨控制是风电机组控制系统的研究重点,其实际上即对功率的控制。相对于定桨距控制无法解决桨叶自动失速,功率不稳的问题,该系统通过改变桨距角,使得在低风速(即低于额定风速)时,风机处于最优的风能捕获状态,桨距保持为零,实现风能的最大利用率;在高风速(即高于额定风速)时,改变攻角变化,降低叶片空气动力转矩,又能达到调节速度、限制功率的目的。减小风速、风向可变性对机组的影响。因相应的风轮特性的不同,变桨控制分为主动和被动控制。

2.偏航控制

偏航系统又称对风装置,是风电机组特有的伺服控制系统,将风向改变的信号经过一系列的控制系统程序,调整风轮与风向一致,保证了风电机组的平稳运转,使得风能高效利用,进而大大降低发电成本并有效保护电机。作为随动系统,连续跟踪风向很可能造成电缆缠绕,偏航系统也具有自动解缆的功能。同样对应不同的风电机组,应用不同的偏航装置,分为尾舵对风、侧风轮对风、伺服电机或调向电机调向,前两者为被动迎风,后者为主动迎风。

3.变流系统

变流系统采用全功率变流,完成风电机组输出功率的变换与并网。现今并网系统包括直接并网、降压并网、准同步并网、软并网,而软并网目前使用最普遍。

风电机组启动时,变流控制原件实现风电机的并网,在正常工作中,变流控制单元又要接受主控器的命令,控制输出功率,实现了电网有功功率与无功功率的灵活控制。

四、风力发电技术发展趋势的展望

在我国大力发展以风能太阳能新发电方式为代表的电力系统成为长期的国策,新能源电力不远将来成为我国电力建设不可缺少的部分,随着洋品牌不断降价,整机厂介入,新一轮竞争越来越激烈,要和国内整机厂结合起来大家要做。电网友好耗型的故障穿越式的技术是国产变流器必须解决的问题,国产化使我们国家整个技术水平上一个台阶。

五、风力发电前景的建议

1 做好风能资源的勘察

风资源的测定是发挥风电作用的前提基础,因此将来应该在这方面增大投入,对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解,为政府和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况,必须加快开展风能资源的普查工作。这方面,不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入,各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察,认真调查确定可开发风电场的分布和规模。

2 提高风电机组的制造技术

要提高我国风力发电应用的技术水平,需要不断增进与发达国家的交流,学习其先进技术,只有清楚彼此差距,才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出,到2010年风电装机要有80%的国产化率,必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定:“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域,纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上网电价的关键所在。

3 依托政策发展风电

2006年国家正式实施了《可再生能源法》,2008年,国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持,在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作,使风电的发展稳步,快速的发展起来。

中国的风电发展迄今已经有30多年,取得了显著进步。但由于基础薄弱,风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上网电价高等诸多困难。随着政府和民众对风电的逐步认识、《可再生能源法》正式实施和《可再生能源发展“十一五”规划》的出台,以及风电设备的设计、制造技术方面不断提高,风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整做出巨大的贡献。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机,为风电的全面发展作一个系统可行的规划,逐步解决风电发展中的困难,完善风电机制,在提高风电战略地位的同时,早日使风电普及惠民。

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中国风力发电潜力巨大中科院专家提出:风能、太阳能、潮汐能的开发可以有效缓解中国的能源供应困局,其中产业化条件最为成熟的首推风力发电。中国风力发电已经历20年漫长的“试验期”,而风力发电的产业化举步维艰,大大小小的风电场遍布全国,几乎各省都有,却并不成气候。据统计,到去年年底,全国共有43个风电场,分布在14个省(区、市),总装机容量76.4万千瓦。刘应宽说,按照目前的发展势头,到今年年底,全国风电装机容量将肯定超过100万千瓦。而早在1995年,原国家电力部就提出,到2000年中国风机规模要达到100万千瓦,这一时间表整整推迟了5年。随着近年煤炭、石油等常规能源的全面紧张,清洁环保的可再生能源驶入发展的快车道。《京都议定书》的签订和《可再生能源法》的出台,为风电迅速成长注入蓬勃动力。在各种可再生能源中,风能因资源丰富、成本相对较低而最具商业化、产业化前景。政策的驱动,以及利益的诱惑,吸引着嗅觉敏锐的企业纷纷投资风电。据不完全统计,包括五大发电集团在内的全国30多家企业已争相涉足这一领域,总投资超过100亿元。按照国内目前的行业平均水平,每千瓦风电装机容量的成本为8000-10000元,与造价约4000元/千瓦的煤炭、石油等常规能源电厂相比,风电场的造价大约高出1倍。目前,每度风电的成本约为0.4-0.5元。研究表明,风力发电能力每增加一倍,成本就会下降15%。由于近年世界风电增长一直保持在30%以上,风电成本快速下降,国外已日趋接近燃煤发电成本。此外,风电外部成本几乎为零,甚至低于核电成本,因此经济效益凸现。随着中国风电设备国产化和发电的规模化,风电可望比燃煤发电更具成本和价格优势。在风电场急速增长的带动下,风电设备制造正呈现出巨大的市场空间。按照中国远期规划(2020年风电装机2000万千瓦)和每千瓦8000-10000元的造价,每年风电设备市场容量约为97亿-122亿元。即使考虑国产化程度提高而导致的价格下降,平均每年的市场容量也应保持在70亿元以上。在可预期的巨大市场空间面前,中国风电设备制造企业将迎来难得的发展机遇。同样看到这个巨大市场的,还有来自欧洲的跨国风电设备制造企业。由于起步早,技术先进,欧洲企业占据着全球风电设备市场的绝大部分市场份额,中国市场也不例外。由于看到中国市场的巨大需求,欧洲各大风电设备制造企业纷纷提高产品售价,并严格控制技术转让。有资料显示,过去3年间,进口风电设备的价格上涨了20%以上。面对风电的商机与困惑,有关专家提出,已具产业化条件的中国风力发电迟迟不能迈出关键一步,最重要的原因在于:由于电价、关税、贷款、税收等优惠政策与扶持措施不到位,风电产业化从市场这个“源头”被束缚住了。中国的风力发电产业化,只能从做大风电市场破题。应该促进可再生能源立法,打破电力市场的地区分割,解决风电在全国摊销的关键难题,同时辅以信贷、税收、消费等方面的鼓励政策,从而引导更多的投资进入风电产业,进而借鉴彩电、汽车等行业的国产化方式,以市场来推进风力发电设备制造、研发的国产化。

国内外关于风电机组论文的研究

风的用处很多,

随着科技的不断进步与发展,风电技术越来越受到企业及研究人员的重视,下面我整理了风力发电机技术论文,欢迎阅读!

风电储能技术分析与研究

[摘 要]本文首先概述了风力发电储能技术,然后详细阐述了风力发电储能技术的具体应用。随着我国对于能源需要的不断增大,风能的作用也就显得越来越重要了。因此,研究风力发电系统中储能技术就具有非常重大的现实意义。

[关键词]风力;发电系统;储能技术;

中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0376-01

一、前言

随着科技的不断进步与发展,风电储能技术越来越受到企业及研究人员的重视,本文着重就该部分内容进行了研究。

二、风力发电储能概述

能源是整个世界经济发展的重要基础,人类社会的发展与能源开发利用是息息相关的,人类历史上每次使经济产生质的飞跃都是从新型能源的利用开始的。经济的发展对能源的需求量越来越多,而今使用的传统化石能源消耗速度远远大于自然自身补给速度,从而导致传统能源逐渐趋于枯竭,同时由于能源的不合理开法和利用所排放的有害气体导致环境破坏日益严重。从社会的可持续发展战略来看,开发和利用可再生能源替代传统化石能源是能源结构调整的重要发展方向。因此,世界各国必须寻求一种可再生能源来代替日益匮乏的传统化石能源,在过去的半个多世纪,储量丰富、分布广泛、无污染、使用便利的风能已经受到极大的关注,并被确认为最有前途的替代能源。随着人类对风能的开发和利用,风力发电市场迅速发展起来,进入 20 世纪九十年代以来,世界各国掀起了风力发电应用的新浪潮,风力发电在全球范围内得到前所未有的发展。

我国风能资源丰富、分布广泛,主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部沿海地区及附近岛屿,这些地区工业污染和能源紧缺问题也比较严重,风电并网的开发利用成为解决这一问题的重要策略之一。但是由于风能的间歇性和随机性,风电功率随着风速大小变化而随机波动,尽管大电网允许一定容量波动的风电功率并网,一旦超过一定容量,其功率的波动就影响电网运行的稳定性,随之带来谐波污染、闪变等影响电能质量,为保证电网运行的可靠性和电能质量的优质性,电网不能接纳超过一定容量的风电电能,从而导致无法并网的风电被舍弃,这一状况严重阻碍了我国风电的大规模发展。据国家电监会公布的《风电、光伏发电情况监管报告》和电科院关于电网接纳风电能力的论证报告,可知目前我国大规模风电并网和电网接纳的矛盾日益突出。

三、风电储能技术

现有的储能技术主要包括物理储能、化学储能、电磁储能和相变储能等四种类型。物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等,电磁储能包括超导磁储能(SMES)和超级电容储能等,化学储能包括铅酸电池、锂离子电池和钠硫电池等,相变储能包括冰蓄冷储能和相变建筑材料储能等。各种储能的功率/能量特性及其适应范围不同。需要说明的是,与其他储能方式相比,相变储能并非以电能形式释放存储的电能,且其功率/能量等级涉及的因素很复杂,因而此处不予讨论。但是,随着智能电网的推进,其将在需求侧管理(DSM)方面发挥重要作用。

根据不同储能方式的能量/功率等级、响应速度、经济性等特点,其可应用于电力系统的削峰填谷、调频/调峰、稳定控制、改善电能质量乃至紧急备用电源等不同场合。

四、风力发电储能技术的具体应用

1、利用储能系统增强风电稳定性

增强电力系统稳定性的根本措施是改善系统平衡度,储能系统能够快速吸收或释放有功及无功功率,改善系统的有功、无功功率平衡水平,增强稳定性。针对电压稳定性问题,储能系统改善电压稳定性并增加系统的风电接入容量问题,但该文仅对储能系统做了理想的假设,缺乏有效的动态仿真及理论分析。利用超导储能和超级电容储能系统增强风电稳定性的问题,设计了相应的控制策略,结果显示,超导储能和超级电容储能系统均能有效降低风电并网PCC的电压波动,平滑风电机组的有功输出,增强系统稳定性。频率稳定性问题的研究主要集中在储能系统平滑风电输出功率方面。研究表明采用超导储能系统改善频率稳定性问题,仿真结果表明,超导储能系统在文中既定的条件下使得系统的最大频率偏差从0.369Hz降为0.095Hz,有效改善了系统的频率稳定性,且超导储能系统容量越大系统频率偏差越小。

2、利用储能系统增强风电机组LVRT功能在风电机组比例较高的电力系统中,LVRT是影响系统稳定性的关键因素之一。通过对有、无LVRT功能的风电机组在故障情况下的电网电压恢复情况的比较,结果显示,有LVRT功能的风电机组并网能够有效解决风电并网所产生的电压稳定性问题,有利于系统稳定性的增强。

3、利用储能系统增加风电穿透功率极限

不同电网,限制WPP水平的主导因素不同,采用的储能系统也不同。很多研究人员探讨了采用飞轮储能、电池储能和超导储能系统增加WPP的问题,结果表明,这3种储能系统都能有效增加系统的WPP,并能改善PCC的电压波动性,在冬季大方式和夏季小方式两种极端工况下,频率偏移和线路功率约束是限制WPP的主要因素。

4、利用储能系统优化风电经济性

随机波动的间歇性风电接入电网,将导致系统备用容量增加,系统运行经济性降低。合适的储能系统能够有效解决这一问题,实现电网与风电场的双赢。此外,在电力市场环境下,风电的竞争力较差,采用储能系统配合风电场运行,能够实现风电效益最大化。

五、风电储能展望

受自然条件限制,可再生能源发电具有很大的随机性,直接并入电网会对系统造成一定的冲击,增加系统不稳定的因素。因此,通过研发高效储能装置及其配套设备,与风电、光伏发电机组容量相匹配,支持充放电状态的迅速切换,确保并网系统的安全稳定已成为可再生能源充分利用的关键。

储能技术将在平抑、稳定风能发电或太阳能发电的输出功率和提升新能源的利用价值方面发挥重要作用。风电、光伏等可再生能源发电设备的输出功率会随环境因素变化,储能装置可以及时地进行能量的储存和释放,保证供电的持续性和可靠性。在风力发电中,风速的变化会使原动机输出机械功率发生变化,从而使发电机输出功率产生波动而使电能质量下降。应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径,同时增加了分布式发电机组与电网并网运行时的可靠性。分布式发电系统可以与电网连接,实现向电网的馈电,并可以提供削峰、紧急功率支持等服务。而一些可再生能源分布式发电系统,受环境因素的影响较大,因此无法制订特定的发电规划。

针对变速风电机组设计了附加频率控制环节进行研究,分别通过对转子和风轮机的附加控制,使得DFIG对系统的一次调频有所贡献。针对这些控制方案将降低风电机组效率的缺陷,采用飞轮储能系统辅助风电机组运行,通过对飞轮储能系统的充放电控制,实现平滑风电输出功率、参与电网频率控制的双重目标,并通过仿真验证了方案的可行性。

六、结束语

加强对风电储能技术的研究,可以使风电储能更加完善,使风能发电更加实用,是非常具有现实意义的研究。

参考文献

[1] 王涛.浅析风电储能技术[J].清洁能源.2013(3):166-168.

[2] 盛文仲.浅谈风电储能技术[J].电力系统保护与控制.2012(3):16-18.

[3] 王文鹏.风电储能技术分析[J].电网与清洁能源.2013(6):66-69.

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