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風(fēng)力發(fā)電技術(shù)綜述摘要篇一

1973年發(fā)生石油危機(jī)以后,，西方發(fā)達(dá)國家為尋求替代石化燃料的能源，在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究與應(yīng)用上投入了相當(dāng)大的人力和資金,，充分綜合利用空氣動(dòng)力學(xué),、新材料、新型電機(jī),、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī),、自動(dòng)控制及通信技術(shù)等方面的最新成果，開創(chuàng)了風(fēng)能利用的新時(shí)期,。

德國、美國,、丹麥等國開發(fā)建立了評估風(fēng)力資源的測量及計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，發(fā)展了變槳距控制及失速控制的風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)理論,，采用了新型風(fēng)力機(jī)葉片材料及葉片翼型,，研制出了變極,、變滑差、變速恒頻及低速永磁等新型發(fā)電機(jī),，開發(fā)了由微機(jī)控制的單臺(tái)和多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成的機(jī)群的自動(dòng)控制技術(shù)，從而大大提高了風(fēng)力發(fā)電的效率和可靠性,。

風(fēng)電場是大規(guī)模利用風(fēng)能的有效方式，20世紀(jì)80年代初在美國加利福尼亞州興起,。而海岸線附近的海域風(fēng)能資源豐富，風(fēng)力強(qiáng),，風(fēng)速均勻，可大面積采獲能量,，適合大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電。然而在海上建造難度也大：巨大的基座必須固定入海底30m深度,，才能使裝置經(jīng)受得住狂風(fēng)惡浪的沖擊；水下的驅(qū)動(dòng)裝置和電子部件必須得能防止高鹽度海水的腐蝕,；與陸地連接還得需要幾公里長的海底電纜。

2.2風(fēng)電裝機(jī)容量

德國的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)610.7萬kw,，占德國發(fā)電裝機(jī)容量的33%，居世界第1位,。西班牙風(fēng)電裝機(jī)容量283.6萬kw，居世界第2位,。美國風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)261萬kw，居世界第3位,。丹麥風(fēng)電技術(shù)也很先進(jìn)，裝機(jī)容量234.1萬kw,。印度風(fēng)電增長很快，到2000年累積裝機(jī)容量已達(dá)到122萬kw,。日本的風(fēng)電裝機(jī)容量46萬kw,，運(yùn)行較穩(wěn)定的是海岸線或島上的風(fēng)力發(fā)電站,，已達(dá)576臺(tái)風(fēng)電設(shè)備。

2.3各國的風(fēng)力發(fā)電政策

目前風(fēng)電機(jī)組成本仍比較高,，但隨著生產(chǎn)批量的增大和技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn),，成本將會(huì)繼續(xù)下降(見表1)。許多國家建立了眾多的中型和大型風(fēng)力發(fā)電場,，并形成了一整套有關(guān)風(fēng)力發(fā)電場的規(guī)劃方法、運(yùn)行管理和維護(hù)方式,、投融資方式、國家扶持的優(yōu)惠政策及規(guī)范,、法規(guī)等,。

表1世界風(fēng)電裝機(jī)容量（萬kw）和發(fā)電成本（美分/kw·h）

年份******97199819992000

容量******1393184

5成本15.310.97.26.66.15.65.35.15.04.94.8

數(shù)據(jù)來源：丹麥btm咨詢公司

歐洲發(fā)展風(fēng)電的動(dòng)力主要來自于改善環(huán)境的壓力，將風(fēng)電的發(fā)展作為減少二氧化碳等氣體排放的措施,。德國、丹麥,、西班牙等國都制定了比較高的風(fēng)電收購電價(jià),，保持了穩(wěn)定高速的增長，1996年以后年增長率超過30%,，使風(fēng)電成為發(fā)展最快的清潔電能。丹麥風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展策略是政府不直接支持制造廠商,，而是對購買風(fēng)電機(jī)組的用戶提供補(bǔ)貼。英國的《可再生能源責(zé)任法規(guī)》要求到2010年,，每個(gè)電力供應(yīng)商必須使可再生能源的電力供應(yīng)量達(dá)到總電量的10%,。

美國政府為鼓勵(lì)開發(fā)可再生能源，在20世紀(jì)80年代初出臺(tái)了一系列優(yōu)惠政策,。聯(lián)邦政府和加利福尼亞州政府對可再生能源的投資者分別減免了25%的稅賦,，規(guī)定有效期到198

5年底，另外立法還規(guī)定電力公司必須得收購風(fēng)電，并且價(jià)格應(yīng)是長期穩(wěn)定的,。這些政策吸引了大量的資金采購風(fēng)電機(jī)組,，使剛剛建立起來的丹麥風(fēng)電機(jī)組制造業(yè)獲得了大批量生產(chǎn)和改進(jìn)質(zhì)量的機(jī)會(huì),。到1986年這3個(gè)風(fēng)電場的總裝機(jī)容量達(dá)到160萬kw。2002年美國德州的風(fēng)電容量為118萬kw,。德州政府規(guī)定,，到2009年可再生能源的發(fā)電容量至少應(yīng)達(dá)到200萬kw，并擬訂了110.4萬kw的風(fēng)電建設(shè)計(jì)劃。

印度是一個(gè)缺電的發(fā)展中國家,，政府制定了許多鼓勵(lì)風(fēng)電的政策，如投資風(fēng)電的企業(yè),，可將風(fēng)電的電量儲(chǔ)蓄,，在電網(wǎng)拉閘限電時(shí)，使有儲(chǔ)蓄的企業(yè)能夠得到優(yōu)先供電,。

澳大利亞的發(fā)電能源主要依靠煤炭。政府為改善電能結(jié)構(gòu),，制定了一項(xiàng)強(qiáng)制性的可再生能源發(fā)電計(jì)劃,，太陽能——風(fēng)力電站將成為可再生能源利用的重要組成部分,。

3我國風(fēng)力發(fā)電的開發(fā)現(xiàn)況

我國擁有豐富的風(fēng)能資源,，若采用10m高度的風(fēng)速測算，陸地風(fēng)能資源理論儲(chǔ)量為32.26億kw,，可開發(fā)的風(fēng)能資源儲(chǔ)量為2.53億kw。我國近海風(fēng)能資源約為陸地的3倍,，由此可算出我國可開發(fā)的風(fēng)能資源約為10億kw,。

風(fēng)能資源富集區(qū)主要在西北、華北北部,、東北及東南沿海地區(qū)。20世紀(jì)70年代末80年代初,，我國通過自主開發(fā)研制，額定容量低于10kw小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn),，在解決居住分散的農(nóng)牧民和島嶼居民的用電方面有著重要意義。在國家有關(guān)部委的支持下,，額定功率為200、250,、300、600 kw的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已研制出來,，并在全國11個(gè)省區(qū)建立了27個(gè)風(fēng)電場，浙江,、福建、廣東沿海及新疆,、內(nèi)蒙古自治區(qū)都有較大功率的風(fēng)力發(fā)電場。東部沿海有豐富的風(fēng)能資源,，距離電力負(fù)荷中心又近,，海上風(fēng)電場將成為新興的能源基地,。國家計(jì)委在20世紀(jì)90年代中期制定了“光明工程”和“乘風(fēng)計(jì)劃”, 1997年當(dāng)年裝機(jī)超過10萬kw，到2001年底總裝機(jī)容量約40萬kw,。

我國風(fēng)電技術(shù)還處于發(fā)展初期，較歐美落后,，關(guān)鍵原材料或零部件主要依靠進(jìn)口。風(fēng)電機(jī)組是風(fēng)電場的核心設(shè)備,，主要依靠進(jìn)口機(jī)組，在風(fēng)電場的建設(shè)投資中是主要部分,，占總投資的60%～80%,。為鼓勵(lì)風(fēng)電的開發(fā)，我國對300kw以上機(jī)組免征進(jìn)口稅,。風(fēng)電隨著技術(shù)的發(fā)展和批量生產(chǎn),，成本會(huì)繼續(xù)下降,。

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)綜述摘要篇二

1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)及風(fēng)葉：主要發(fā)電核心，通過風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)切割磁力線,，從而把旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能,。

2.控制器：通常風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電為不穩(wěn)定三相交流電,，如果直接使用會(huì)造成用電器的損壞,，控制器的作用除了把風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的不穩(wěn)定三相電通過整流輸出可以給蓄電池充電的直流電，同時(shí)控制器也實(shí)時(shí)檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)與蓄電池的電壓,，避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)在大風(fēng)時(shí)電壓過高導(dǎo)致?lián)p壞，也防止蓄電池由于過充導(dǎo)致?lián)p壞,。

3.蓄電池：儲(chǔ)存風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力以便在需要時(shí)使用,。

4.逆變器：把蓄電池里的直流電轉(zhuǎn)換成交流電供給交流負(fù)載使用,。（直流負(fù)載不需要逆變器,，可以直接接蓄電池使用）

5.塔架：幫助支撐及固定風(fēng)力發(fā)電機(jī)到地面或任何足夠牢固能安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的介質(zhì),。

6.太陽能板（選配）：由于風(fēng)力資源屬于不穩(wěn)定的自然資源，在部分地區(qū)單單依靠風(fēng)能發(fā)電不能完全滿足客戶的用電需求,。此時(shí)客戶可以按照需求結(jié)合太陽能發(fā)電,，把系統(tǒng)打造成風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)，科學(xué)使用各種自然資源有效增加系統(tǒng)發(fā)電量,。

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)綜述摘要篇三

風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理

是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械，又稱風(fēng)車,。廣義地說，它是一種以太陽為熱源,，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)。風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源,。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應(yīng)急來用的話,，還是不如柴油發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源,，但是卻可以長期利用。力發(fā)電的原理:是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電,。

現(xiàn)狀:風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,，風(fēng)力發(fā)電在芬蘭,、丹麥等國家很流行,；我國風(fēng)能資源十分豐富，我國也在西部地區(qū)大力提倡,管理滯后影響風(fēng)電“進(jìn)步”首先,，我國對風(fēng)能資源的普查,、評價(jià)、規(guī)劃管理嚴(yán)重滯后,，資源分散，缺少整合,，沒有形成全國統(tǒng)一的國家級風(fēng)電產(chǎn)業(yè)研機(jī)機(jī)構(gòu)，缺少對產(chǎn)業(yè)資源的集中和整合,。

其次，單位kw造價(jià)高,，火電平均4500元/kw，風(fēng)電平均每8000~9000元/kw,，平均造價(jià)高于火電,。火電平均電價(jià)0.36元/千瓦時(shí),，風(fēng)電平均電價(jià)為0.56元/千瓦時(shí)，在我國南方地區(qū)電價(jià),，還要略高于北方地區(qū)。影響電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電的積極性,。第三,，目前市場和產(chǎn)業(yè)化基本上沒有形成,，風(fēng)電機(jī)組和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)備性能,、效率以及技術(shù)工藝水平與歐洲相比存在很大差距。國產(chǎn)風(fēng)電關(guān)鍵部件,，如液壓系統(tǒng)、聯(lián)合器,、電控等可靠性差，技術(shù)不夠成熟,。

改善“環(huán)境”加快風(fēng)電步伐

前景:它的優(yōu)勢不需要燃料、不占耕地,、沒有污染，運(yùn)行成本低,。,；風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常廣闊,，為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題,，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染,。

我國風(fēng)能資源十分豐富，它是一種干凈的可再生能源,；風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景非常廣闊，優(yōu)缺點(diǎn):它的優(yōu)勢不需要燃料,、不占耕地、沒有污染，運(yùn)行成本低,我國風(fēng)力資源豐富,缺點(diǎn),效率低,造價(jià)昂貴,技術(shù)有待改進(jìn),管理不夠完善

風(fēng)力發(fā)電的原理,，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開始發(fā)電,。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題,，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。風(fēng)力發(fā)電在芬蘭,、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區(qū)大力提倡,。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的,，而是一個(gè)有一定科技含量的小系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)＋充電器＋數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭,、轉(zhuǎn)體、尾翼,、葉片組成。每一部分都很重要,，各部分功能為：葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能,；轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能,；

機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,，故其輸出的是13～25v變化的交流電，須經(jīng)充電器整流,，再對蓄電瓶充電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能,。然后用有保護(hù)電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220v市電,，才能保證穩(wěn)定使用。機(jī)械連接與功率傳遞水平軸風(fēng)機(jī)槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯(lián)軸節(jié)相連,將轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)軸,此聯(lián)軸節(jié)應(yīng)按具有很好的吸收阻尼和震動(dòng)的特性,，表現(xiàn)為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移,，并且聯(lián)軸器可阻止機(jī)械裝置的過載,。另一種為直驅(qū)型風(fēng)機(jī)槳葉不通過齒輪箱直接與電機(jī)相連風(fēng)機(jī)電機(jī)類型

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)綜述摘要篇四

風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視,。風(fēng)很早就被人們利用--主要是通過風(fēng)車來抽水、磨面等,，而現(xiàn)在，人們感興趣的是如何利用風(fēng)來發(fā)電,。風(fēng)是一種潛力很大的新能源，十八世紀(jì)初風(fēng)力發(fā)電圖,，橫掃英法兩國的一次狂暴大風(fēng),，吹毀了四百座風(fēng)力磨坊,、八百座房屋、一百座教堂,、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害,，二十五萬株大樹連根拔起。人估計(jì)過,，地球上可用來發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍,。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一,。因此，國內(nèi)外都很重視利用風(fēng)力來發(fā)電,，開發(fā)新能源。利用風(fēng)力發(fā)電的嘗試,，早在二十世紀(jì)初就已經(jīng)開始了。三十年代,，丹麥、瑞典,、蘇聯(lián)和美國應(yīng)用航空工業(yè)的旋翼技術(shù),，成功地研制了一些小型風(fēng)力發(fā)電裝置。這種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī),，廣泛在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用，它所獲得的電力成本比小型內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電成本低得多,。不過，當(dāng)時(shí)的發(fā)電量較低,，大都在5千瓦以下

風(fēng)力發(fā)電所需要的裝置,，稱作風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,。這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，大體上可分風(fēng)輪(包括尾舵),、發(fā)電機(jī)和鐵塔三部分,。

優(yōu)點(diǎn)

1,、清潔,，環(huán)境效益好；

2,、可再生，永不枯竭,；

3、基建周期短,；

4、裝機(jī)規(guī)模靈活,。

缺點(diǎn)

1、噪聲,，視覺污染；

2,、占用大片土地；

3,、不穩(wěn)定，不可控,；

4、目前成本仍然很高,。

5、影響鳥類,。

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)綜述摘要篇五

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)綜述

摘要：風(fēng)能是目前全球發(fā)展最快的可再生綠色能源,，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵系統(tǒng),，它直接關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電的性能與效率。它主要對風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,、風(fēng)電系統(tǒng)的控制技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其風(fēng)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電中的關(guān)鍵技術(shù)作了簡單的介紹,。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；控制技術(shù),；并網(wǎng)技術(shù)；低電壓穿越

引言

在全球生態(tài)環(huán)境惡化和化石能源逐漸枯竭的雙重壓力下,，對新能源的研究和利用已成為全球各國關(guān)注的焦點(diǎn)。風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源,，受世界各國的重視程度越來越高，也越來越多的被應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電中,。除水力發(fā)電技術(shù)外，風(fēng)力發(fā)電是新能源發(fā)電技術(shù)中最成熟,、最具大規(guī)模開發(fā)和最有商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式。由于它可以在改善生態(tài)環(huán)境,、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面有非常突出的作用,，目前世界各國都在大力發(fā)展和研究風(fēng)力發(fā)電及其相關(guān)技術(shù)。

1.國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀和前景

1.1 國外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀世紀(jì)80 ～90 年代,，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到了飛速的發(fā)展并且逐漸成熟。風(fēng)力發(fā)電憑借它自身的優(yōu)點(diǎn),，已經(jīng)延伸到了電網(wǎng)難以達(dá)到的地方，給他們帶來了很多方便,。據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)(gwec)發(fā)布的全球風(fēng)電市場裝機(jī)數(shù)據(jù)顯示,，全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè) 2011 年新增風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)四萬一千兆瓦,。這一新增容量使全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到二十三萬八千兆瓦。這一數(shù)據(jù)表明全球累計(jì)裝機(jī)實(shí)現(xiàn)了兩成多的年增長,，新增裝機(jī)增長達(dá)到6%,。到目前為止,，全球七十多個(gè)國家有商業(yè)運(yùn)營的風(fēng)電裝機(jī),，其中二十二個(gè)國家的裝機(jī)容量超過 1gw。據(jù)估計(jì)到 2030 年,，歐洲風(fēng)電裝機(jī)可達(dá)三百億瓦,，可滿足歐洲百分之二十的電力需求。

1.2國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀

我國風(fēng)力資源儲(chǔ)量豐富,，分布廣泛。陸上可開發(fā)的儲(chǔ)量為2.53億kw,，海上可開發(fā)的儲(chǔ)量為7.5億kw?！按笠?guī)模、高集中開發(fā),，遠(yuǎn)距離和高電壓輸送”是我國風(fēng)電發(fā)展的重要特征。近年來,，我國風(fēng)電發(fā)展迅猛，2006～2010 年風(fēng)電總裝機(jī)容量從260萬kw增長到4 182.7萬kw,，2010年新增風(fēng)電裝機(jī)1 600萬kw，累計(jì)裝機(jī)容量和新增裝機(jī)容量均居世界第一,。預(yù)計(jì)2020年我國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)可以達(dá)到2.3億kw,。這意味著未來十年中,，風(fēng)電總裝機(jī)容量

平均每年需新增1 800萬kw。預(yù)計(jì)每年需新增機(jī)組及其配套變流器約9 000臺(tái),。

2.風(fēng)電系統(tǒng)的控制技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方式有三種：獨(dú)立型、并網(wǎng)型和聯(lián)合型,。并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)力機(jī)控制器、風(fēng)力機(jī),、傳動(dòng)裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,、發(fā)動(dòng)機(jī)、變頻器和變壓器等組成,。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括風(fēng)力機(jī)、發(fā)電機(jī),、變速傳動(dòng)裝置及相應(yīng)的控制器等，用來實(shí)現(xiàn)風(fēng)能與電能的能量轉(zhuǎn)換,。風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵問題是風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的功率和速度控制,。

風(fēng)電機(jī)組中將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置是風(fēng)力機(jī)，它由風(fēng)輪,、迎風(fēng)裝置和塔架等組成。按結(jié)構(gòu)不同,，風(fēng)力機(jī)可分為水平軸式和立軸式兩種；按功率調(diào)節(jié)方式不同,，風(fēng)力機(jī)可分為定槳距失速、變槳距和主動(dòng)失速 3 種,。

風(fēng)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,，發(fā)電機(jī)在并入電網(wǎng)時(shí)必須輸出恒定頻率(一般為 50 hz)的電能,。按照發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的不同，發(fā)電機(jī)可分為恒速和變速兩類,，其中變速需要通過變頻器來實(shí)現(xiàn)。變頻器采用電力電子變流技術(shù)和控制技術(shù),，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的頻率變化交流電轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)頻率相同、能與電網(wǎng)柔性連接的交流電,，并且能實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤控制。按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同,，變頻器可分為交-交型,、交-直-交型和矩陣型三種；按照變頻器容量的不同可將變頻器分為部分容量和全部容量(全額)兩種,。

變速傳動(dòng)裝置可將風(fēng)輪的低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)的較高轉(zhuǎn)速，按傳動(dòng)鏈類型將其分為齒輪箱驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)兩種,，其中前者包括單級和多級兩種齒輪箱驅(qū)動(dòng)。

3.風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其風(fēng)電系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)恒速或變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有許多種方案,，所選發(fā)電機(jī)的類型主要取決于風(fēng)電系統(tǒng)的形式。

傳統(tǒng)的恒速/變速風(fēng)電系統(tǒng)共有四種：基于scig 的恒速風(fēng)電系統(tǒng)[1],、基于wrig 的受限變速風(fēng)電系統(tǒng)[2]、基于esc-scig 的變速風(fēng)電系統(tǒng)[3]和基于mmg 的變速風(fēng)電系統(tǒng)[4],。

現(xiàn)代風(fēng)電系統(tǒng)一般采用變速恒頻技術(shù)，這種技術(shù)通過變流裝置或改造發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)共有六種：基于scig 的風(fēng)電系統(tǒng)[5]、基于dfig 的風(fēng)電系統(tǒng)[6],、基于直驅(qū)式eesg 的風(fēng)電系統(tǒng)[7],、基于直驅(qū)式pmsg 的風(fēng)電系統(tǒng)[8]、基于半直驅(qū)pmsg 的風(fēng)電系統(tǒng)[9]和基于pmbdcg 的風(fēng)電系統(tǒng)[10],。

近年來，一些具有商業(yè)化潛力的新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),。新型變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)主要有以下八種：基于 srg 的風(fēng)電系統(tǒng)[11]、基于 bdfig 的風(fēng)電系統(tǒng)[12],、基于cpg 的風(fēng)電系統(tǒng)[13]、基于hvg 的風(fēng)電系統(tǒng)[14],、基于dwig 的風(fēng)電系統(tǒng)[15]、基于

tfpmg 的風(fēng)電系統(tǒng)[16],、基于dspmg 的風(fēng)電系統(tǒng)[17]和基于evt 的風(fēng)電系統(tǒng)[18]。

4.風(fēng)力發(fā)電中的關(guān)鍵技術(shù)

4.1并網(wǎng)技術(shù)的研究和最大風(fēng)能的捕獲

并網(wǎng)技術(shù)是通過對全功率電力變換器的控制算法來實(shí)現(xiàn)控制目的,。并網(wǎng)控制方面，文獻(xiàn)

[19]提出了直流側(cè)并網(wǎng)的新方法,。在直流電容與 dc/ac 之間安裝并網(wǎng)開關(guān)。并網(wǎng)前并網(wǎng)開關(guān)斷開,，dc/ac 通過限流電阻對電容進(jìn)行充電，此時(shí)發(fā)電機(jī)在風(fēng)力機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)速從 0 上升,。當(dāng)電容充電達(dá)到交流電網(wǎng)線電壓幅值時(shí)閉合并網(wǎng)開關(guān)，同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng),。正常情況下，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速從低到高逐漸上升,，并在某一轉(zhuǎn)速下并入電網(wǎng)。當(dāng)由于某種原因,，發(fā)電機(jī)在高轉(zhuǎn)速下脫網(wǎng)需要重新并網(wǎng),，由于此時(shí)電容已經(jīng)充電且直流母線電壓高于網(wǎng)側(cè)交流線電壓幅值,，因此只要將并網(wǎng)開關(guān)閉合就可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。

直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)電力電子變換器并入電網(wǎng)以后的控制目標(biāo)是風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí)實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲,，風(fēng)速超過額定風(fēng)速時(shí)使系統(tǒng)以額定功率輸出[20]。

最大風(fēng)能捕獲的目的就是通過適當(dāng)?shù)目刂?，使風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化，始終沿著最佳功率曲線運(yùn)行,，從而使風(fēng)能轉(zhuǎn)化最大化。最大風(fēng)能追蹤可以有變槳距調(diào)節(jié),，也可以通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)功率來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以保持最佳葉尖速比實(shí)現(xiàn)。出于可行性,、經(jīng)濟(jì)性和可靠性的考慮，當(dāng)前使用的主要是通過控制發(fā)電機(jī)輸出功率以調(diào)節(jié)其電磁功率,，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí),，在發(fā)電機(jī)有功和無功功率解耦控制的基礎(chǔ)上，根據(jù)有功功率給定的提取方法的不同,，又有有速度傳感器和無速度傳感器的控制方法之分,。有速度傳感器的控制方法是根據(jù)風(fēng)力機(jī)最佳功率曲線和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)計(jì)算發(fā)電機(jī)輸出功率給定,。而無速度傳感器的控制方法又有擾動(dòng)法[21,22,23]、參數(shù)估計(jì)法,、查表法和人工在智能法幾類。

4.2低電壓穿越的研究

電網(wǎng)電壓跌落時(shí),，由于受變流器通流能力的限制，網(wǎng)側(cè)逆變器注入電網(wǎng)功率減小。而此刻機(jī)側(cè)整流器的功率并沒有改變,，造成直流側(cè)的過電壓。如果維持直流側(cè)電壓穩(wěn)定,，則必然造成逆變器過電流。過電壓和過電流都將導(dǎo)致電力電子器件的損壞,，為了保護(hù)變流器不被損壞，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將在電壓跌落時(shí)退出運(yùn)行,。電網(wǎng)穿透率小時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在電壓跌落時(shí)退出運(yùn)行還是可以接受的,。

然而，隨著風(fēng)力發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大,，若風(fēng)電機(jī)組在電壓跌落時(shí)仍然采取被動(dòng)保護(hù)式脫網(wǎng)，則會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)難度,，甚至使故障更加嚴(yán)重，最終導(dǎo)致系統(tǒng)其他機(jī)組全部解列,。目前在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展領(lǐng)先的一些國家，如丹麥,、德國等已相繼制定了新的電網(wǎng)運(yùn)

行準(zhǔn)則, 定量給出了風(fēng)電系統(tǒng)離網(wǎng)的條件（如最低電壓跌落深度和跌落持續(xù)時(shí)間），只有當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落低于規(guī)定曲線以后才允許風(fēng)力機(jī)脫網(wǎng),，當(dāng)電壓在凹陷部分時(shí),發(fā)電機(jī)應(yīng)提供無功功率,。這就要求風(fēng)電系統(tǒng)具有較強(qiáng)的低電壓穿越能力,，能方便地為電網(wǎng)提供無功支持,。因此必須研究低電壓穿越的措施，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓跌落時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)不脫網(wǎng)運(yùn)行,。

文獻(xiàn)[24]通過在逆變器交流側(cè)加裝無功補(bǔ)償裝置和低通濾波器來應(yīng)對電網(wǎng)電壓不對稱跌落對系統(tǒng)所造成的影響,，使逆變器只能感受到電網(wǎng)的正序電壓,，保持其對稱工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)低電壓穿越,；文獻(xiàn)[25-28]通過直流側(cè)加卸荷負(fù)載以消除電壓跌落時(shí)直流側(cè)的功率擁堵，避免直流側(cè)的過電壓和逆變器的過電流,，實(shí)現(xiàn)低電壓穿越。這些方法都要增加專門的元件,，降低了系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，使控制變得復(fù)雜,。

結(jié)論

風(fēng)電作為我國今后大力重點(diǎn)發(fā)展的 3 類新能源之一，在今后將具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景,，風(fēng)力發(fā)電在擺脫對化石能源的過度依賴、緩解中國能源緊缺,、改善生態(tài)環(huán)境和擴(kuò)大社會(huì)效益等方面將做出較大的貢獻(xiàn)。本文對風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r,，如傳統(tǒng)的恒速/變速風(fēng)電系統(tǒng)、現(xiàn)代變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)和新型變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行了簡單介紹,。隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷變革以及機(jī)組制造工藝的持續(xù)改進(jìn)，將來風(fēng)力發(fā)電的競爭力必定逐漸提升,，其發(fā)展前景廣闊。

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