风力发电技术-第二章：风电基本知识
风力发电基础知识
维护成本高：风力发电机组需要 定期维护维护成本较高
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
投资成本高：建设风力发电场需 要大量生态环境产生一定影响如噪音、 电磁辐射等
风力发电的适用场景
风力资源丰富的地区如海岸线、山地、草原等 远离电网的偏远地区如海岛、边远山区等 需要清洁能源的地区如环保要求高的城市、工业园区等 需要稳定电力供应的地区如医院、学校、工厂等
单击此处添加副标题
风力发电基础知识
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 风力发电的原理 风力发电的优势与局限性 风力发电技术的发展历程 风力发电的应用前景 风力发电的实际应用案例
01
添加目录项标题
02
风力发电的原理
风力发电的工作原理
风力发电的基本原理：利用风力推动风力发电机的叶片旋转从而产生电能。 风力发电机的结构：包括叶片、转子、发电机、塔架等部分。 风力发电的过程：风力推动叶片旋转转子带动发电机发电电能通过输电线路传输到电网。 风力发电的优点：清洁、可再生、环保、无污染。
采用风能预测技术：通过风能预测技术提高风力发电系统的稳定性和效 率
提高风电机组稳定性的措施与技术保障
采用先进的控制技术如 自适应控制、模糊控制 等提高风电机组的稳定 性和可靠性。
加强风电机组的维护和 保养定期检查和更换易 损部件确保风电机组的 正常运行。
采用先进的风电机 组设计如采用多叶 片、可变桨距等设 计提高风电机组的 稳定性和效率。
德国：Nordsee-Ost风电场欧洲最大的 海上风电场之一
中国：内蒙古辉腾锡勒风电场中国最大的 风电场之一
美国：lt Wind Energy Center美国最大 的风电场之一
风电基本知识
风电基本知识
风电是一种利用风能发电的可再生能源技术。
它通过风力发电机将风能转化为电能，为人们的生活和工业生产提供清洁、环保的电力。
风电发电机通常由风轮、塔架、传动系统和发电机组成。
当风吹过风轮时，风轮开始旋转。
传动系统将旋转的机械能转化为电能，通过发电机输出电力。
风电发电机的工作原理与水力发电机类似，都是利用自然能源驱动机械设备发电。
风电是一种清洁能源，具有许多优点。
首先，风是一种永无止境的能源，不会因为使用而消耗。
其次，风电发电过程中不会产生任何污染物，对环境没有负面影响。
再次，风电可以分布式布局，灵活性较高，适合在各种地理条件下建设。
此外，风电作为可再生能源，可以有效减少对传统能源的依赖，降低能源成本。
然而，风电也面临一些挑战和限制。
首先，风能是不稳定的，受到季节、气候等因素的影响。
这就意味着风电的发电量会有所波动，不如传统能源稳定可靠。
其次，风电的建设需要占用较大的土地面积，特别是在海上风电场的建设中。
此外，风电设备的制造和维护也需要耗费一定的资源和成本。
尽管如此，风电作为一种清洁、可再生的能源技术，仍然具有巨大的发展潜力。
随着技术的进步和成本的降低，风电已经成为全球范围内最受欢迎的可再生能源之一。
越来越多的国家和地区开始大规
模建设风电项目，以满足能源需求，并减少对传统能源的依赖。
总的来说，风电是一种清洁、可再生的能源技术，具有广阔的发展前景。
通过合理规划和利用风能资源，我们可以为人类创造更加绿色、可持续的能源未来。
让我们共同努力，推动风电技术的发展，为地球做出贡献。
风电基本知识
风电基本知识包括以下几个方面：
•风力发电机：风力发电机是风电行业的核心设备，它将风的动能转化为电能，通常由叶片、机舱、传动系统、发电机等组成。
•风速和空气密度：风力发电的效率取决于风速和空气密度，在风速较低的情况下，风力发电的效率会降低。
•太阳辐射：风力发电主要依赖于太阳辐射，太阳能辐射量越大，风力发电的效率也会相应提高。
•系统效率：风电场的系统效率是指风力发电机输出的有效功率与输入的有效功率之比，系统效率取决于系统中各个组件的匹
配情况。
•并网问题：风力发电机需要与电网连接才能产生电能，并网问题包括电网接纳能力、电压稳定性等。
•储能技术：为了满足日益增长的电力需求，风力发电需要与储能技术相结合，如储能电池、储能器等。
•环境影响：风力发电对环境产生的影响包括减少温室气体排放、对气候变化的缓解等。
风电基础知识(培训)
第一章风能及风能资源一．风的成因风是环绕地球大气层中的空气流动．流动的空气所具有的能量，也就是风所具有的动能，就称为风能．从广义太阳能的观点看，风能是由太阳能转化而来的．来自太阳能的辐射能不断地传送到地球表面周围，因受太阳照射而受热的情况不同，地球表面各处产生了温差，因而产生气压差，由此形成了空气的流动．因此，可以说是太阳把能量以热能的形式传到地球而后又转换成风能的．二风的风类大气环流――地球表面的大气环流是由于太阳辐射及地球自转而引起的．在赤道上，太阳垂直照射，地面受热很强：而在地球两极地区，太阳是倾斜照射的，地面受热则较弱，热空气较冷空气轻，就造成在赤道附近热空气向空间上升，并通过大气层上部流向两极；两极地区的冷空气则流向赤道．由于地球本身自西向东旋转的结果，这种大气环流在北半球产生了东北风，在南半球则产生了东南风，分别称为东北信风和东南信风.海陆风――沿海地球陆地同海上所形成的风向交替的海风与陆风，它们是由于昼夜之间温度变化而造成的．在白日，陆地上接受的太阳辐射热量较海水要强，因而陆地上的空气受热向上流动，而海洋面上的空气较冷，较冷的空气则自海洋流向沿岸陆地，这样就形成了海风；在夜间，陆地上的空气比海洋上的空气冷却要快，这样就造成海洋上的空气上升，而陆地上较冷的空气沿地面流向海洋，形成了陆风.山谷风――山岳地区在一昼夜间风向交替的山风（或称山岳风）与谷风（或称平原风）．谷风的产生是由于日间太阳照射使山坡上的空气温度升高，热空气上升，而地势地处的冷空气则自山谷向上流动，这就形成了谷风；到了夜晚，空气中的热量向高空散发，高空中的空气密度增大，空气则沿山坡向下流动，这就形成了山风．第二章风的描述如上所述，风是由于空气的流动而形成的，因此可被看做是向量，包括空气流动的速度及流动的方向两个要素，也即是风速和风向．对于人类来说，风是最熟悉的自然现象之一，风速与风向在不同的时间（每日每月每年）都有一定的周期性变化．为了估算某一地域的风能资源，必须测量出每日、每月、每年的风速及风向数据，了解其变化的情况。
风电基础知识
风电基础知识引言：随着对可再生能源的需求不断增长，风电作为一种无污染、可持续的能源形式，越来越受到关注。
无论是面对日趋紧张的能源供应，还是追求绿色环保的发展，风能都成为了各国政府和企业的关注焦点。
本文将介绍风电的基础知识，包括风能的转化原理、组成结构以及风电发电技术的发展趋势等。
一、风能的转化原理风能是一种动能，可以通过风力发电机将其转化为电能。
风力发电机是利用风能使转子旋转，通过转子与发电机的直接耦合或通过齿轮箱连接，使发电机产生电力。
风力发电机的核心部分是转子，其外形类似于大风车。
当风力吹向转子时，转子的叶片受到推动，并开始旋转。
转子上设置的发电机可以将旋转转子的运动转化为电力。
二、风电的组成结构1.风力发电机组风力发电机组是风电站的核心设备。
它由塔筒、轮毂、叶片、发电机和变频器等组成。
塔筒是风力发电机组的支撑结构，通常采用钢铁或混凝土制成。
轮毂是连接塔筒和叶片的部分，其主要作用是使叶片能够转动。
叶片是风力发电机组的动力装置，一般由纤维复合材料制成，具有轻质、高强度的特点。
发电机是将机械能转化为电能的核心部件，通常采用异步发电机或同步发电机。
变频器是将风力发电机组产生的交流电转化为稳定的直流电的装置。
2.电网连接装置电网连接装置包括变电站和输电线路。
变电站将风力发电机组产生的电能转换为适于输送的电气能，并将其接入电力系统中。
输电线路用于将发电站产生的电能输送到用户端。
三、风电发电技术的发展趋势1.提高风能利用率目前风能的利用率还有很大的提升空间。
为了提高风能利用率，风力发电机组的设计和运行需要更加科学合理。
同时，需要对风力资源进行更加准确的评估，选择更加适合的风力发电机组。
2.增强风电系统的稳定性由于风力发电的波动性较大，风电系统的稳定性一直是亟待解决的问题。
在未来的发展中，需要进一步完善风电并网技术，提高系统的稳定性和可靠性。
3.发展离岸风电相比于陆地风电，离岸风电具有风能资源丰富、风速稳定等优势。
(风电张军涛)风力发电技术基础知识
第4部分 风能利用与风力发电的历史
中国利用风能发电，始于二十世纪七十 年代。当时以微小型风力发电机组为主，单 机容量在50～500W不等，主要用于满足内蒙、 机容量在50～500W不等，主要用于满足内蒙、 青海等省区牧民的汲水、照明需求。直到二 十世纪八十年代，才开始研制“中、大型” 十世纪八十年代，才开始研制“中、大型” 风力发电机组。
第4部分 风能利用与风力发电的历史
利用风力发电的尝试，始于二十世纪之 初。第一次世界大战后，丹麦的工程师们根 据飞机螺旋桨的原理，就制造出了小型风力 发电机组。之后、瑞典、苏联和美国也相继 成功地研制了一些小型风力发电装置。这些 小型风力发电机，容量大都在5 小型风力发电机，容量大都在5千瓦以下，广 泛使用于多风的海岛和偏僻的乡村。
第4部分 风能利用与风力发电的历史
受社会生产力低的影响，直到19世纪， 受社会生产力低的影响，直到19世纪， 风能的利用一直占有比较重要的地位。蒸汽 机的发明与广泛应用，逐渐弱化了风车的作 用。
第4部分 风能利用与风力发电的历史
风是一种潜力很大的新能源，目前全世 界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一 年内所提供能量的三分之一。随着传统能源 的日益紧缺，生活环境的不断恶化，人类不 得不重视利用风力来发电，开发新能源。
第6部分 风力发电机组的基本结构
国标要求： 齿轮箱的机械效率 齿轮箱的工作环境温度为 齿轮箱的最高温度 齿轮箱各轴承间的温度差 齿轮箱的噪音 齿轮箱的使用寿命（正常情况下） 齿轮箱的保用期（正常情况下） ＞97% -40～50℃ 40～ ≤80℃ ≤15℃ ≤85dB(A) ≥20年 20年 2年
第5部分 风力发电机组的类型
5.5 按照机组风轮的位置可划分为： 上风向风力发电机组 下风向风力发电机组
2-1风电基础知识
风电基础知识二〇一七年六月主要内容1.风电知识介绍2.风电机组介绍111.11.1 风的形成风的形成地球上和大气中，各处接收到的太阳辐射能和放出的长波辐射能是不同的，因此在各处的温度也不同，这就造成了气压的差别。
大气便由气压高的地方向气压低的地方流动。
水平方向的大气流动就是风。
风能就是空气的动能,是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度和空气的密度。
据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍中国可开发风能资源总量约为10亿千可开发利用的水能总量还要大10倍。
中国可开发风能资源总量约为10亿千瓦。
121.21.2 我国风资源图我国风资源图13•安全可靠 1.31.3 风力发电特点风力发电特点•成本低，已经具备了和其他发电手段相竞争的能力。
•风力发电是绿色能源（可再生，无污染）•它的建设周期短（千万级别的只要一年）•装机规模灵活（资金应用灵活）•运行简单（可完全做到无人值守）•实际占地少（机组与监控、变电等建筑仅占风电场约1％的土地）在发电方式上有多样化的特点（既可联网运行也可独立运行）•在发电方式上有多样化的特点，（既可联网运行，也可独立运行）•不稳定、能量低、区域化•与用电负荷不匹配212.12.1 风电机组原理风电机组原理1. 1. 风电机组风电机组(Wind turbine)电能——风电机组(Wind turbine)风能机械能——风车(Windmill)2. 2. 风电机组和电网风电机组和电网风电机组总是连接着某种电网：——孤立电网孤立电网((小型机组小型机组))——大型公用电网大型公用电网((大型机组大型机组))212.12.1 风电机组原理风电机组原理从这个描述可以看出，要实现风能到电能的转变，风力发电设备必从这个描述看出要实现能到电能的转变力发电设备须具有如下2个基本要素：1、风轮2、发电机22鉴于风电机组的结构形式很多，因此，风电机组分类方法也2.22.2 风电机组分类风电机组分类是多种多样的：按风轮轴与地面的相对位置，可分为水平轴、垂直轴(竖轴)式；按风轮与机舱的的相对位置，可分为上风向、下风向；按风电机组并网方式，可分为并网型与离网型；按叶片数量，可分为单叶片、双叶片、三叶片和多叶片式；· · · · · ·现今风电机组的主要结构形式：1、采用鼠笼式异步发电机的定桨失速风电机组；采用鼠笼式异步发电机的定桨失速风电机组2、采用双馈式异步发电机的变速恒频风电机组；3、采用低速永磁同步发电机的直驱式变速恒速风电机组。
第2章-风力发电空气动力学基本原理-答案
第2章风力发电空气动力学基本原理1、在分析风电机组的空气动力学过程中，分别应用了一维动量理论、叶素—动量理论和涡流理论。
这些理论以及对气流流过风机叶轮时更复杂的运动状态的研究，本质上都是以气体的动量守恒为基础，来研究更接近气流真实流动状态下叶片转换能量的效率和作用在叶片上的载荷。
2、风是空气流动的现象。
流动的空气具有能量，在忽略化学能的情况下，这些能量包括机械能（动能、势能和压力能）和热能。
3、从动能到机械能的转化是通过叶片来实现的，而从机械能到电能则是通过发电机实现的。
4、风能的大小与气流密度和通过的面积成正比，与气流速度的立方成正比。
5、可压缩流体：在压力作用下体积发生明显变化的流体。
6、远低于音速的空气流动过程（风），气体的压力和温度的变化忽略不计，因而可以将空气作为不可压缩流体来研究。
7、黏性是流体的重要物理属性。
是流体抵抗剪切力变形的能力。
8、流体运动时，如果相邻层流体的运动速度不同，在他们的界面上会产生切应力。
速度快的流层对速度慢的流层产生拖动力，速度慢的对速度快的流层产生阻力。
这个切应力叫做流体内摩擦力，或黏性切应力。
9、在流动的物体都会受到相对于空气运动的所受的逆物体运动方向或沿空气来流速度方向的气体动力的分力。
这个力叫做流动阻力。
在低于音速的情况下，流动阻力分为摩擦阻力和压差阻力。
在物体表面产生的全部摩擦力的合力成为摩擦阻力。
与物体面相垂直的气流压力合成的阻力称压差阻力。
10、古老的风能利用使用的风车、现在使用的风杯式测风仪是利用压差阻力进行工作的。
11、流体运动分为层流和湍流两种状态。
12、层流和湍流传递动量、热量和质量的方式不同：层流的传递过程通过分子间相互作用，湍流的传递过程主要通过质点间的混掺。
13、雷诺数在物理上的本质是表征了流体运动的惯性力与粘性力的比值。
14、流体边界层是流体高雷诺数流过壁面时，在紧贴壁面的粘性力不可忽略的流动薄层。
15、伯努利方程是流体的机械能量守恒方程。
风电基础知识
风电的优势与挑战
优势：可再生、清洁、可持续。 挑战：间歇性、地域限制、生态影响。 解决方案：储能技术、智能电网、环境评估。 政策支持：各国政府推动可再生能源发展。
风电的未来发展趋势
技术创新：提高风机效率，降低成本。 规模扩大：开发新的风电场，特别是海上风电。 整合能源系统：与其他可再生能源（如太阳能）结合。 政策驱动：加大对可再生能源的投资和支持。
风电基础知识
作者 2024-09-24
目录
1. 风电简介 2. 风力发电原理 3. 风力发电机类型 4. 风电的优势与挑战 5. 风电的未来发展趋势
风电简介
定义全球现状：风电在全球能源结构中占比逐年增加。 中国地位：中国是世界上最大的风电市场之一。
感谢观看
风力发电原理
能量转换：风能→机械能→电能。 关键部件：叶轮、传动系统、发电机。 工作原理：风力推动叶轮旋转，通过传动系统带动发电机产生电能。 效率因素：风速、叶轮设计、地理位置。
风力发电机类型
水平轴风机：最常见的类型，叶轮轴线平行于地面。 垂直轴风机：叶轮轴线垂直于地面，适合城市和复杂地形。 离岸风机：安装在海上，利用更稳定和强劲的海风。 分布式风机：小型风机，用于家庭或偏远地区供电。
风电基本知识
风电基本知识风电是一种利用风能转化为电能的清洁能源。
在当今环境保护和可持续发展的大背景下，风电作为一种可再生能源，受到了越来越多国家和地区的重视和推广。
风电的基本原理很简单，就是利用风力驱动风轮转动，进而带动发电机发电。
风轮通常由数片叶片组成，当风力作用在叶片上时，叶片转动，通过转动轴将机械能转化为电能。
风力的大小与风速的平方成正比，风速越大，发电效率就越高。
风电的优点有很多。
首先，风电是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等污染物，对环境没有任何危害。
其次，风电资源广泛分布在全球各地，不受地域限制，可以有效降低对传统能源的依赖。
再次，风电是可再生能源，可以持续不断地供应电力，具有很高的可持续性。
然而，风电也存在一些挑战和限制。
首先，风电的发电效率受到风速的影响，风速过低或过高都会降低发电效率。
其次，风电的建设和运维成本相对较高，需要大量的投资和技术支持。
此外，风电场的建设需要占用一定的土地资源，可能会对生态环境造成一定的影响。
为了克服这些挑战，科学家和工程师们一直在不断努力。
他们通过改进风电设备的设计和技术，提高了风电的发电效率和可靠性。
同时，他们也在积极研究风电的储能技术，以解决风电波动性的问题。
风电已经在全球范围内得到了广泛应用和推广。
许多国家都制定了相应的政策和法规，鼓励和支持风电的发展。
随着技术的进步和成本的降低，风电将在未来继续发挥重要作用，为人类提供更多清洁、可持续的能源。
风电作为一种可再生能源，具有巨大的潜力和优势。
它不仅可以减少对传统能源的依赖，降低环境污染，还可以为人类提供可持续的能源供应。
尽管面临一些挑战，但通过不断的创新和努力，风电必将在未来发展壮大，为人类创造更美好的明天。
风电的基础知识
风电的基础知识1.风力发电机的技术原理三相三相不控桥整流蓄电池(1)发电机为三相(即三根线)，输出三相应该是相互导通的,两根引出线的电阻是相同的,任意两根线一打是会出现火花。
(2)12V蓄电池充满电之后,电压会上升，一般蓄电认为电池充满在13.8V~14.5V之间。
用风力充电,蓄电池电压都会高,1.1V~1.3V为额定电压，多种蓄电池工作状态选择是不一样的。
10.2V切入逆变器。
发电机频率的监控,控制器增加监控点,电压信号选择保护。
风能-机械能-电能-用电器2.风力发电机实际上是一个由风机叶片、发电机及尾舵组成的机组。
(1)最理想的叶片3.叶片扫风面积越大，接受风能则越大。
叶片侧面叶型的不同设计，可提高转速，减小阻力。
1.风力发电机的技术原理三相三相不控桥整流蓄电池nbsp; (1)发电机为三相(即三根线)，输出三相应该是相互导通的,两根引出线的电阻是相同的,任意两根线一打是会出现火花。
(2)12V蓄电池充满电之后,电压会上升，一般蓄电认为电池充满在13.8V~14.5V 之间。
用风力充电,蓄电池电压都会高,1.1V~1.3V为额定电压，多种蓄电池工作状态选择是不一样的。
10.2V切入逆变器。
发电机频率的监控,控制器增加监控点,电压信号选择保护。
风能-机械能-电能-用电器2.风力发电机实际上是一个由风机叶片、发电机及尾舵组成的机组。
(1)最理想的叶片叶片扫风面积越大，接受风能则越大。
叶片侧面叶型的不同设计，可提高转速，减小阻力。
叶片理论极限值CP(max)=0.593P∝SρO3 * CP(目前,大风机叶片实际做出来最理想的CP值为0.48,小风机为0.48~0.36,而HY 系列的叶片CP值可做到0.42。
) （2）高效能的发电机发电机效率：大型发电机 0.95小型发电机 0.6~0.5HY系列的发电机 0.74 整机转化效率：整机转化效率 = 气动效率(CP值) * 发电机效率即HY系列发电机的整机转化效率为：0.42*0.74=0.28~0.3以，远高于国标规定的效率值为0.24。
风电基本知识
风电基本知识风电是利用风能转化为电能的一种清洁能源。
它是一种可再生能源，不会产生二氧化碳等温室气体，对环境友好。
而且风能是一种广泛分布的资源，几乎全球各地都可以利用风能发电。
风电的基本原理很简单，即利用风力驱动风轮转动，进而带动发电机发电。
风轮通常由三个或更多的叶片组成，它们的形状和角度设计得非常精确，以便最大程度地捕捉到风能。
当风吹过风轮时，风轮开始旋转，转动的动能被传递给发电机，发电机将机械能转化为电能。
为了确保风轮始终面向风的方向，风电设备通常会配备一个风向传感器和一个电动机。
风向传感器可以感知风的方向，并将信号传送给电动机，电动机根据信号控制风轮的转向。
这样，风轮就能始终面向风，并最大限度地捕捉到风能。
风电的发展史可以追溯到几千年前的古代。
人们早在古代就利用风能驱动帆船和风车等机械设备。
而现代风电的发展起源于20世纪70年代的能源危机。
当时，人们开始寻找替代传统能源的新途径，风能作为一种清洁、可再生的能源引起了广泛关注。
随着技术的不断进步，风电发电机组的规模越来越大，效率不断提高。
现在的风电设备可以达到几兆瓦甚至更高的发电能力。
大型风电场通常由数十台风力发电机组成，它们分布在广阔的地区，形成一个巨大的风能利用系统。
除了规模的扩大，风电技术的进步还包括风轮材料的改进、风轮形状的优化、风能储存技术的研发等。
这些技术的不断革新使得风电成为了一种可靠、成熟的能源选择。
风电的发展对于解决能源问题、减少环境污染具有重要意义。
但同时也面临着一些挑战，比如风能资源的不稳定性、风电设备的维护和运营成本等。
为了克服这些问题，需要进一步研究和发展风电技术，提高风能利用效率，降低风电的成本。
总的来说，风电是一种非常有前景的清洁能源。
它不仅可以为人们提供可靠的电力供应，还可以减少对传统能源的依赖，降低环境污染。
随着技术的进步和应用范围的扩大，相信风电将在未来发挥更加重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
风力发电技术华北电力大学电气与电子工程学院刘其辉第二章风力发电基本知识第二章：风力发电基本知识纵览风能与风力资源风力机种类与原理风力发电机的类型风力发电系统风电场第二章：风力发电基本知识一.风能与风力资源（一）风能基本知识1.风的特性z风的方向不定、大小多变。
z风速随高度的增加而提高，风速沿高度的相对提高因地而异，大致上可以用下式表示：z Vn=V1(Zn/Z1)az式中：Vn－Zn高度处风速（m/s）z V1－Z1高度处风速（m/s）z a－风切变指数z a＝ln(Vn/V1)/ln(Zn/Z1)z风除了随高度变化而变化外，还随季节的变化而变化、随日夜的变化而变化、随地形的变化而变化。
第二章：风力发电基本知识2.风的能量z风能：空气运动的动能称为“风能”,风能的计算公式为：E＝1/2ρsv3式中: E－风能（W）ρ－空气密度（kg/m3）S－气流截面积（m2)v－风速（m/s)z风能密度：单位时间内通过单位面积的风能W＝1/2ρv3z有效风能密度：指风机可利用的风速范围内的风能密度（对应的风速范围大约是3～25m/s)。
第二章：风力发电基本知识风速频率是指一定时间内某风速时数占各风速出现总时数的百分比。
利用风速频率分布可以计算出某一地区单位面积上全年的风能。
第二章：风力发电基本知识4. 风向与风向频率z通常把风吹来的地平方向定为风的方向，在陆地上一般用16个方位来表示不同的风向。
z风频是指风向的频率，即在一定时间内某风向出现的次数占各风向出现次数的百分比。
第二章：风力发电基本知识5. 风的测量初步选定风电场之后，要进行1～2年的测风。
测风的主要目的是正确估计该地区可利用风能的大小,为装备风力机提供风能依据。
风的测量主要包括风向测量和风速测量两项.测风高度一般为10m、30m、50m、70m。
从测量数据中整理出每分钟（或每小时）的平均风速和最多风向，并选取日最大风速（10min平均）和极大风速（瞬时）以及对应的风向和出现的时间。
对影响风机出力和安全其它气象数据（如气温、空气密度、湿度、太阳辐射、雨、冰雹、冰雪）以及特殊气象情况（如台风、雷电、沙暴、盐雾、冰冻期等）有测量和统计。
第二章：风力发电基本知识6. 风的利用第二章：风力发电基本知识（二）风力资源太阳辐射到地球的热能中有约2％被转变成风能，全球大气中总的风能量约为1014MW。
其中可被开发利用的风能理论值约有3.5×109MW，比世界上可利用的水能大10倍，相当于1000－10000座100万瓦量级的原子能发电站。
第二章：风力发电基本知识·陆上约有2.53亿千瓦(年电量5000亿千瓦时)·海上约有7.5亿千瓦·合计约10亿千瓦据中国气象科学院预测，我国经济可开发风能资源为：第二章：风力发电基本知识我国风能资源可分为四大区域：东部沿海及岛屿地区、三北（东北、华北、西北）地区、内陆局部地区和海上风能区。
我国的风能资源分布第二章：风力发电基本知识二. 风力机的类型与原理（一）风力机的类型1、分类方法：•按风轮轴线的方向可分为水平轴式和垂直轴式•按风轮的位置可分为上风式和下风式•按叶片的数目可分为单片式、双片式、三片式、四片式和多片式•按叶片的型式分为螺旋桨型、H型和S型等•按风能转换的原理可分为升力型和阻力型。
z按叶片与轮毂的连接分为定桨型和变桨型。
风力发电所采用的风力机，水平轴式的占绝大多第二章：风力发电基本知识2、水平轴风力机第二章：风力发电基本知识3、垂直轴风力机风轮轴垂直的风力机称为垂直轴风机。
这类风力透平的形式也很多，如S型、H型、Ф型等。
虽然目前还没有大量商品化，但它有许多特点，如不需要塔架、发电机可安装在地面上、维修方便及叶片制造方便等。
第二章：风力发电基本知识（二）风力机的基本原理自然界中的风能不便于利用。
为了把风能转变成所需要的机械能、电能、热能等其他形式的能量，人们发明了多种形式的风能转换装置，这就是风力机。
第二章：风力发电基本知识如果将一块薄板放在气流中，则在沿气流方向将产生一正面阻力FD 和一垂直于气流方向的升力FL，其值分别由下式确定：FD=1/2CdρSV2FL=1/2ClρSV2式中：CD－阻力系数CL－升力系数S－薄板的面积ρ－空气的密度V－气流速度由作用于叶片上的阻力FD 而使其转动的风轮，称为阻力型风轮；而由升力FL而使其转动的风轮，称为升力型风轮。
现代风力机多采用升力型风轮。
第二章：风力发电基本知识风力机的叶片冀型与受力第二章：风力发电基本知识（三）风力机的输出特性风力机输入风能，输出机械能。
其输出功率为：Po = C p Pv =βCp0.55°其中Cp为风能转换系数，与叶尖速比λ、浆叶节距角β有关。
λ＝ωwRw/v。
1 π ρ S w v3C p = ρ Dw 2 v3C p 2 86° 8°0.410°0.31 2 °15°0.20.1024681012141618λ风力机最佳功率为：2008.6.20 华北电力大学电气与电子工程学院3 Pmax = k wω w刘其辉第二章：风力发电基本知识（四）主要技术参数指标z 风轮直径，通常风力机的功率越大，直径越大； z 叶片数目，高速发电用风力机为2—4片，低速风力 z z z z z z z机大干4片； 叶片材料，现代常采用高强度低密度的复合材料； 风能利用系数Cp ，一般为0.15—0.5之间； 启动风速，一般为3—5m/s; 额定风速，一般为8—20m/s 。
停机风速，通常为15—35m／s; 输出功率，现代风力机一般为几百干瓦—几兆瓦； 另外还有塔架高度等等。
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉2008.6.20第二章：风力发电基本知识三. 风力发电机类型z 独立运行发电机 直流发电机 永磁式直流发电机(微、小型风机)，电磁式直流发电机(大、中型风机) 永磁式交流同步发电机(微、小型风机) 转子采用永磁材料(铁氧体，汝铁硼等):凸极式，爪 极式 硅整流自励式交流同步发电机 蓄电池，整流器 电容自励式异步发电机 发电机需有剩磁或具有蓄电池，足够的电容2008.6.20 华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉第二章：风力发电基本知识z 并网运行发电机 感应异步发电机 笼型、绕线型，定子并联电容提供励磁功率 转差率S大于0 :电动状态转差率S小于0 :发电状态4极或6极，发电机转速高于1500r/min或 1500r/min才 能运行与发电状态,S=－2％－ －5％ 并网方式：直接并网、降压并网、晶闸管软并网2008.6.20华北电力大学电气与电子工程学院刘其辉第二章：风力发电基本知识 同步发电机 普通同步发电机 凸极式 结构简单，低速发电 隐极式 机械强度高，高速发电2008.6.20华北电力大学电气与电子工程学院刘其辉第二章：风力发电基本知识 新型同步发电机 多极永磁低速同步发电机免除齿轮箱，构成直驱式风力发电系统永磁高压同步发电机定子：高压圆形电缆，高压至10－20KV，甚至40KV。
转子：多极永磁，免除齿轮箱2008.6.20华北电力大学电气与电子工程学院刘其辉第二章：风力发电基本知识 双馈异步发电机(DFIG) 评价：当今最优前途的一种发电机 变速恒频VSCF实现原理nm p ＋f 2 = f1 602008.6.20华北电力大学电气与电子工程学院刘其辉第二章：风力发电基本知识 DFIG的优势转子励磁电流幅值、相位、频率均可调 有功功率、无功功率均可调 可实现变速恒频运行，适用于风力、潮汐等绿色发电领域可实现与电网的柔性并网，并网特性优良2008.6.20华北电力大学电气与电子工程学院刘其辉第二章：风力发电基本知识 9 9 9DFIG的3种运行状态 亚同步 同步速 超同步2008.6.20亚同步运行功率潮流 华北电力大学电气与电子工程学院刘其辉超同步运行功率潮流第二章：风力发电基本知识 无刷双馈异步发电机 取消电刷和集电环，可靠性好 体积较大 分为级联式和磁场调制型(图)两种2008.6.20华北电力大学电气与电子工程学院刘其辉第二章：风力发电基本知识 开关磁阻发电机( SRG )又称双凸极式发电机,定子转子双凸极定子极数比转子多转子无绕组第二章：风力发电基本知识z 结构风力发电系统是将风能转换为电能的机械、电气及共控制设备的组合。
典型的风力发电系统通常主要由叶轮、传动系统、变速器(小、微容量及特殊类型的也有不包括变速器)、发电机、调向机构及控制系统和储能装置等几大部分组成。
四. 风力发电系统第二章：风力发电基本知识z组成机构第二章：风力发电基本知识 调向机构作用：用来调整风力机的风轮叶片旋转平而与空气流动方向相对位置的机构。
因为当风轮叶片旋转平面与气流方向垂直时，也即是迎着风向时，风力机从流动的空气中获取的能量最大，因而风力机的输出功率最大，所以调向机构又称为迎风机构(国外通称偏航系统)。
类型：小型水平轴风力机常用的调向机构有尾舵和尾车；风电场中并网运行的中大型风力机则采用由伺服电动机。
第二章：风力发电基本知识 发电机微型及容量在10kW以下的小型风力发电机组，采用永磁式或自励式交流发电机，经整流后向负载供电及向蓄电池充电；容量在l00kw以上的并网运行的风力发电机组，则应用同步发电机或异步发电机。
齿轮箱作用：是将风力机轴上的低速旋转输入转变为高速旋转输出，以便与发电机运转所需要的转速相匹配。
类型：1级行星齿轮和两级斜齿轮，1级行星齿轮和两级直齿轮第二章：风力发电基本知识 塔架水平抽风力发电机组需要通过塔架将其置于空中，以捕捉更多的风能。
类型：即由钢板制成的锥形筒状塔架和由角钢制成的桁架式塔架。
控制系统组成：100kw以上的中型风力发电机组及1Mw以上的大型风力发电机组皆配有由微机或可编程控制器(PLC)组成的控制系统来实现控制、自检和显示功能。
第二章：风力发电基本知识控制系统主要功能①按预先设定的风速值(一般为3—4m／s)自动启动风力发电机组，并通过控制实现并网。
②借助各种传感器自动检测风力发电机组的运行参数及状态，包括风速、风向、风力机风轮转速、发电机转速、发电机温升、发电机输出功率、功率因数、电压、电流等以从齿轮箱轴承的油温、液压系统的油压等。
③各运行工况内的自动发电控制④当风速大干最大运行速度(一般设定为25m／s)时实现自动停机。
故障保护。
⑤与主控中心通信：如通过调制解调器与电话线连接。
第二章：风力发电基本知识z风力发电系统类型独立运行风力发电系统独立运行的风力发电机组，又称离网型风力发电机组，是把风力发电机组输出的电能经蓄电池蓄能，再供应用户使用，如需要交流电，则要加逆变器。