风力发电技术_电力水利_工程科技_专业资料
风力发电技术
4.变桨距风力发电机组
4.2 变桨距风力发电机组的特点 4.2.1 输出功率特性
与定桨距风力发电机组相比，具有在额定功率点以上输 出功率平稳的特点。
4.变桨距风力发电机组
4.2 变桨距风力发电机组的特点 4.2.2 在额定点具有较高的风能利用系数 4.2.3 确保高风速段的额定功率 4.2.4 启动性能与制动性能
2 风力机的能量转换过程
2.1 风能的计算
气流所具有的动能为 E 1 Sv3
--空气密度
2
S --气体流过的截面积
v --气体的速度
2 风力机的能量转换过程
2.2自由流场中的风轮 风轮上获得的功率为
P
1 4
Sv(v12
v22 )(v1
v2 )
v --距离风力机一定距离的上游风速；
v1 --通过风轮时的实际风速； v2 --离风轮远处的下游风速。
3.定桨距风力发电机组
3.2.4 风轮对风 当风速传感器测得10min平均风速大于3m/s时,控制器
允许风轮对风. 偏航角度由风向仪测定.当风力机偏离风向确定时,需
延迟10s才执行偏航,以免风向扰动情况下的平凡起动.
3.2.5 制动解除 当自起动的条件满足时,控制叶尖扰流器的电磁阀打
开,压力油进入桨叶液压缸,扰流器与桨叶主体合为一体. 控制器收到叶尖扰流器已回收的反馈信号后,压力油的另 一路进入机械盘式制动器液压缸,松开盘式制动器.
3.4.3 电网失电保护 3.4.4 电气保护
4.变桨距风力发电机组
4.1 变桨距风力发电机组的原理 从空气动力学角度考虑,当风速过高时,只有通过调
整桨叶节距,改变气流对叶片功角,从而改变风力发电机 组获得的空气动力转矩,才能使功率输出保持稳定.同时, 风力机在起动过程中也需要通过变桨距来获得足够的启 动转矩.变桨距风力发电机组根据上述思路而设计.变桨 距控制主要通过改变翼型迎角,使翼型升力变化来进行调 节的.变桨距控制多用于大型风力发电机组.
风力发电技术
风力发电技术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。
2006 年后，我国风电装机呈现爆发式增长。
2014 年，中国新增装机容量23,196MW，同比增长44.2%；累计装机容量114,609MW，同比增长25.4%。
新增装机和累计装机两项数据均居世界第一。
2015 年，中国新增装机30,500MW，同比上升31.5%；累计装机1.45 亿千瓦，同比上升26.6%。
但是与常规能源发电相比，风电仍占较小的份额。
根据中国电力企业联合会的数据，2014 年全国发电总量 5.46 万亿千瓦时，同比增长3.2%；2014 年风电发电量1,534 亿千瓦时，同比增长9.49%，占全国发电总量的比例为2.78%，发展潜力巨大。
2015 年上半年中国共有270 个风电场项目开工吊装，新增装机共5,474台，装机容量为1,010 万千瓦，同比增长40.8%。
其中，海上风电共装机50 台，装机容量16.6 万千瓦；2015 年上半年，全全国风电上网电量977 亿千瓦时，同比增长20.7%。
风力发电机的种类多样，按照风力发电机的输出容量可将风力发电机分为小型，中型，大型，兆瓦级系列：（1）小型风力发电机是指发电机容量为0.1~1kw的风力发电机；（2）中型风力发电机是指发电机容量为1~100kw的风力发电机；（3）大型风力发电机是指发电机容量为100~1000kw的风力发电机；（4）兆瓦级风力发电机是指发电机容量为1000以上的风力发电机。
风力发电技术讲义
发展趋势：随着技术的不断进步和成本的不断降低海上风电将迎来更广阔的发展前景
更高效率：通过改进设计和材料提高风力发电机组的能量转换效率
更低成本：通过规模化和标准化生产降低风力发电的成本使其更具竞争力
更广泛的应用：随着技术的进步和成本的降低风力发电将在更多领域得到应用如海上风电、 分布式发电等
风能预测：利用气象 预测技术预测风能变 化合理安排发电计划 提高风能利用率
优化设计：通过改进风机结构设计降低制造成本 本地化采购：利用本地供应链降低原材料和零部件成本 规模化生产：提高生产效率降低单位产品的生产成本
延长使用寿命：通过维护和保养提高风机的使用寿命从而降低全生命周期成本
关键技术：提高风能利用率和发电效率 设备维护：定期检查和维护确保机组正常运行 可靠性评估：建立可靠性评估体系及时发现并解决问题 创新发展：加强技术研发提高机组可靠性和稳定性
风力发电机组占地 面积较大对土地资 源有一定要求
定义：利用风能发电的设备由风轮、发电机和塔筒等组成 特点：高效、环保、可再生 技术进步：大型化、智能化、海上风电 应用范围：全球范围内广泛使用尤其在风能资源丰富的地区
定义：利用海洋风能进行发电的技术
发展历程：从20世纪90年代开始海上风电技术经历了从试验阶段到商业化发展的过程
定义：用于控制风力发电系 统运行的核心部分
组成：风向传感器、风速传 感器、控制器等
作用：根据风向和风速的变化 自动调整风力发电机组的运行
状态
定义：储能系统是 风力发电系统中用 于储存能量的装置 能够在电力需求低 时储存多余的电能 并在电力需求高时 释放储存的电能。
作用：储能系统可 以平衡风力发电的 输出功率确保稳定 供电；同时还可以 在无风或风力不足 的情况下提供备用 能源。添加标题Fra bibliotek添加标题
风力发电工程技术
汇报人：xxxx 汇报日期：20Leabharlann X年XX月XX日-1
概述
2
风力发电系统的组成
3
风力发电工程技术流程
4
风力发电工程技术的优势和挑战
5
风力发电工程技术的未来发展趋势
概述
风力发电系统的组成
风力发电系统 主要由以下几
个部分组成
风力发电系统的组成
风力发电机组：包括风轮叶片、齿轮箱、发电机、塔筒等部件。风轮叶片将风能转化为机械
5
绿色能源融合：未来的风力发电工程技术将更加注重与绿色能源的融合，如太阳能、水能等。通过多 能源的互补和优化配置，可以提高可再生能源的综合利用效率和环保性能
风力发电工程技术的未来发展趋势
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THANKS!
xxxxxxxxx 汇报人：XXX 汇报时间：XX年xx月xx日
2. 风力发电机 组设计
根据风能资源评估结 果，设计适合目标区 域的风力发电机组。 包括风轮叶片的设计 、齿轮箱的设计、发 电机的设计等
风力发电工程技术流程
3. 风力发电机组制造
风力发电工程技术流程
根据设计要求，制造 风力发电机组的各个 部件，并进行组装和 调试
风力发电工程技术流程
4. 风力发电机组安装
1 有更高的发电效率和更低的单位成本，但需要更长的建设周期和更高的资金投入。小型风力发电机组
虽然发电量较小，但具有更灵活的建设和运营方式，更适合于分布式能源和移动能源领域
智能化与自动化：随着物联网、人工智能等技术的发展，未来的风力发电机组将更加智能化和自动化。
2 通过智能化控制系统和自动化设备，可以实现风力发电机组的自适应控制和优化运行，提高发电效率
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风力发电技术
风力发电技术风能作为一种取之不尽、用之不完的清洁能源，是其他资源无法比拟的，将风能作为新能源用于发电，将会开辟全社会的电力新篇章。
随着水利资源开发趋于饱和、火力发电的劣势越加明显以及核电存在着潜在隐患，在国家政策的引导下，倡导低碳经济、绿色发展，新能源将会成为电力行业的一面大旗，伴随着社会的发展，电量的需求也在日益加大，这就需要我们开发更多的能源去满足社会得发展。
相对于太阳能、生物质能、地热能、海洋能等，风能有着其他新能源不可比拟的优势，加大对风力发电的投资与建设，已成为电力市场的必然趋势。
一、风能1.1 风能风能是由于地面受到太阳的辐照后，地面的各地气温变化和空气中的水蒸气含量不同，从而引起气压的差异，致使空气在水平方向上流动产生动能即风能，空气流动越大，所产生的动能就越大。
据估算全世界的风能总量约1300亿千瓦，其中中国的风能总量约16亿千瓦，我国是世界上风能最为丰富的国家之一，因此风力发电对国于我乃至全球都具有十分广阔的发展前景。
1.2风能的运用1、帆船航行利用风力使船只在海面上航行，已有数千年的历史。
在古老的年代，人们已经学会利用风能带动帆船在汪洋大海行驶，像意大利航海家哥伦布以及中国的郑和等都是利用风能驱动帆船的。
在现代，随着科技的发展，计算机和自动化技术的广泛应用, 用计算机控制风帆的操纵已经成为现实, 为风帆船的发展提供了有力的支持。
2、风车风车的应用也较早，可以用风力提水设备将井里或低洼地的水提升到高出，这样不用油也不用电，便可山丘区坡耕地和解决人畜饮水问题，既经济、又环保。
3、风力发电风力发电是利用风的动能，带动风车叶片转动，经齿轮箱加速带动风力发电机转动，最终完成动能到机械能，机械能转换为电能。
在19世纪末，丹麦建成了世界上第一个风力发电装置，标志着风力发电的诞生。
但是由于当时满足于开采煤矿、石油等能源，再加上风力发电的技术还不成熟，所以风力发电并未得到较好的发展。
随着传统能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，人们开始将视觉转向风力，风电以其自身独有的优点，才得到了快速的发展。
风力发电的技术资料
风力发电的基础了解1) 风的功率风的能量指的是风的动能。
特定质量的空气的动能可以用下列公式计算。
能量= 1/2 X 质量X ( 速度)^2吹过特定面积的风的的功率可以用下列公式计算。
功率= 1/2 X 空气密度X 面积X ( 速度)^3其中，功率单位为瓦特；空气密度单位为千克/ 立方米；面积指气流横截面积，单位为平方米；速度单位为米/ 秒。
在海平面高度和摄氏15 度的条件下，乾空气密度为1.225 千克/ 立方米。
空气密度随气压和温度而变。
随著高度的升高，空气密度也会下降。
於上述公式中可以看出，风的功率与速度的三次方〔立方〕成正比，并与风轮扫掠面积成正比。
不过实际上，风轮只能提取风的能量中的一部分，而非全部。
2) 风力发电机的工作原理现代风力发电机采用空气动力学原理，就像飞机的机翼一样。
风并非" 推" 动风轮叶片，而是吹过叶片形成叶片正反面的压差，这种压差会产生升力，令风轮旋转并不断横切风流。
风力发电机的风轮并不能提取风的所有功率。
根据Betz 定律，理论上风电机能够提取的最大功率，是风的功率的59.6% 。
大多数风电机只能提取风的功率的40% 或者更少。
风力发电机主要包含三部分∶风轮、机舱和塔杆。
大型与电网接驳的风力发电机的最常见的结构，是横轴式三叶片风轮，并安装在直立管状塔杆上。
风轮叶片由复合材料制造。
不像小型风力发电机，大型风电机的风轮转动相当慢。
比较简单的风力发电机是采用固定速度的。
通常采用两个不同的速度- 在弱风下用低速和在强风下用高速。
这些定速风电机的感应式异步发电机能够直接发产生电网频率的交流电。
比较新型的设计一般是可变速的（比如Vestas 公司的V52-850 千瓦风电机转速为每分钟14 转到每分钟31.4 转）。
利用可变速操作，风轮的空气动力效率可以得到改善，从而提取更多的能量，而且在弱风情况下噪音更低。
因此，变速的风电机设计比起定速风电机，越来越受欢迎。