风力发电系统分为两类,一类是并网的风电系统;另一类是独立的风电系统。并网的风电系统的风电机组直接与电网相连接。由于涡轮风机的转速随着外来的风速而改变,不能保持一个恒定的发电频率,因此需要有一套交流变频系统相配套。由涡轮风机产生的电力进入交流变频系统,通过交流变频系统转换成交流电网频率的交流电,再进入电网。由于风电的输出功率是不稳定的,为了防止风电对电网造成的冲击,风电场装机容量占所接入电网的比例不宜超过5%~10%,这是限制风电场向大型化发展的一个重要的制约因素。而且由于风电输出功率的不稳定性,电网系统内还需配置一定的备用负荷。
独立的风电系统主要建造在电网不易到达的边远地区。同样,由于风力发电输出功率的不稳定和随机性,需要配置充电装置,在涡轮风电机组不能提供足够的电力时,为照明、广播通讯、医疗设施等提供应急动力。最普遍使用的充电装置为蓄电池,风力发电机在运转时,一类为用电装置提供电力,同时将过剩的电力通过逆变器转换成直流电,向蓄电池充电。在风力发电机不能提供足够电力时,蓄电池再向逆变器提供直流电,逆变器将直流电转换成交流电,向用电负荷提供电力。因此,独立的风电系统是包括由风力发电机、逆变器和蓄电池组成的系统。另一类独立风电系统为混合型风电系统,除了风力发电装置之外,还带有一套备用的发电系统,经常采用的是柴油机。风力发电机和柴油发电机构成一个混合系统。在风力发电机不能提供足够的电力时,柴油机投入运行,提供备用的电力。一种新概念的混合风电系统是由风力发电和氢能生产组成的系统。当风力发电机提供的电力有过剩时,用这些电力来电解水制氢,并将产生的氢储存起来。当风力发电不能提供足够的电力供应时,由储存的氢通过燃料电池发电。当然,目前这种概念的混合风力系统在经济上尚无现实性。
当风力发电用于可间歇使用的用电设备时,就可以避免采用储能装置,而充分发挥风力发电的效益。例如,可将风力发电用于从地下抽水或用于排灌。有风力时,产生的电力驱动水泵运行,进行抽水或排灌,没有风力时,水泵即停止运行。