11能源2班 姬帅航

可以减少二氧化碳排放1.58亿吨。
1997年到2008年世界风力发电装机
1997年-2008年世界风力发电装机（MW）
140000 120000
装机容量（MW ）
45 40 35 25 20 15 10 5
1997 7475 1998 9663 29.3 1999 13696 41.7 2000 18039 31.7 2001 24320 34.8 2002 31164 28.1 2003 39290 26.1 2004 47693 21.4 2005 59033 23.8 2006 74153 25.6 2007 93849 26.5 2008 121000 27.9
• 按照叶轮放置方向
– 水平轴：叶轮轴线呈水平方向布置
– 垂直轴：叶轮轴线呈垂直方向布置
• 按照接入电网方式
– 根据风机正常运行时是否直接接入电网分为并网型和离网型
– 离网型风机常与太阳能组成风光电互补动力源。
• 按叶轮布置位置
– 若叶轮布置在机舱前，称为上风向；否则称为下风向；
• 传动链布置
– 根据有无齿轮箱分为非直驱和直驱机型
中国风力发电快速发展
三、风力发电基础知识
• 现有风能装置获取风能方式
– 升力型风能装置，如水平轴风力机(HAWT)和达里厄型(Darrieus)垂直轴 风机(VAWT) 。 升力型风机依靠叶片产生的升力作为旋转动力以气流中的获取能量；
– 阻力型装置，如垂直轴风机中风帆式
阻力型风机依靠叶片在气流流动方向上的阻挡作用产生的反作用力作为 旋转动力以获取气流中的能量；
2009 14338 22
2010 17228 20
2015 37895 120
2020 70933 87
2030 142044 100
二、中国风力发电发展状况
中国风能资源
本世纪初据中国气象科学研究院的初步测算在陆地离地 10m高度处，可开发储量为2.53亿kW；海上可开发储量为7.5亿kW， 总计约10亿kW。 2007年中国气象局风能太阳能研究中心提供的最新测算数 据，中国可开发利用风力资源约为：陆上8亿千瓦，近海1.5亿千瓦。 主要分布在东南沿海及附近岛屿，内蒙古、新疆和甘肃河西走廊， 以及华北和青藏高原的部分地区。
风力发电基础
11能源2班 姬帅航
一、世界风电发展状况
• 世界风力发电持续快速发展 • 根据世界风能协会（WWEA）统计，1996年世界风电总装机容量为607 万KW，2007年为9385万千瓦，2008年达到1.2亿千瓦。08年世界当年 风电装机为2705万千瓦，增速达到28.8％。 • 2008年世界风力发电机组市场规模达到475亿美元。 • 2008年底全球1.2亿千瓦的风电总装机容量，意味着每年发电260TWh，
中国风力发电快速发展
• 随着《可再生能源法》的实施和京都议定书协议的生效，国家加 大了对可再生能源支持的力度，风力发电产业得到了连续快速发 展，出现了风电热。 • 我国风电增长速度已连续三年超过100%。2008年我国新增风电装 机容量624.6万千瓦，累计装机容量为1215.2万千瓦，现规模已位 居世界第四，风电占全国电力装机总容量的1.5%。 • 风机制造业快速发展，主机生产企业已有70余家，国产化风机的 装机数量所占比例也在逐年增加，08年已达到72%。
垂直轴风力发电机(1/3)
风帆式：
垂直轴风力发电机(2/3)
达里厄型风机工作原理示意图：
垂直轴风力发电机(3/3)
垂 直
轴
风 帆
垂 直 轴 达 里 厄 型
风 机
式
风 机
新疆达板城风电场
承德风电场
风电场图片（内蒙辉腾西勒）
谢 谢！
• 其他方式
– 如叶片数量、机型容量等级、安装地点（海上或陆上）
与气流扫掠面积风的能量相比，可得风力机的理论最大效率：max
Pmax 16 0.593 E 27
一、风力发电机组结构
二、风力机总体结构
风机组成部件
• 叶片
• 轮毂
– 随叶片数量性状有所不同
– 材质通常为球墨铸铁
– 设计计算采用有限元方法
100000 80000 60000 40000 20000 0
装机容量（MW） 增长率（%）
0
增长率%
30
2003-2008年世界风力发电装机容量前十位国家
2009-2030年世界风电装机预测
2009年-2030年世界风电累计装机预测（万千瓦） 150000 100000 50000 0 装机容量（万千瓦） 增长率（%） 140 120 100 80 60 40 20 0
• 主轴
– 叶轮的扭矩直接
通过主轴进入传动链
– 需要承受大扭矩 – 和疲劳载荷,材质一般为 35CrMo,40CrNiMo或 37SiMn2Mo – 通常有配套的主轴轴承座 – 某些方案将主轴集成到齿轮箱
• 齿轮箱
– 增速比一般 为60~80 – 核心部件之一， 设计和制造都有 相当难度。主要 是材质成分、热 处理和加工精度 要求很高
• 控制系统主要部件
– 主控器（核心控制模块软硬件） – 变桨控制器（变桨控制模块、变桨电机伺服及电机，蓄电池） – 变频器（双馈机型和同步机型） – 通讯模块（系统内部通讯、风场内通讯） – SCADA软件（用于远程监控）
• 控制系统调试内容
– 静态检查（接线、参数整定） – 动态部件（变桨、主控逻辑、偏航等） – 联调（从切入到并并网）
• 高速轴
– 一般用玻璃钢构成，附带高速轴刹车（刹车盘和刹车钳）
• 发电机
– 典型类型：异步式，双馈式， 同步机（永磁或电励磁）
ห้องสมุดไป่ตู้
– 冷却方式：空-空冷却，
空-水冷却，水套式冷却
• 偏航系统
– 作用：使风机（中轴线）始终指向来风方向； – 通常以正北作为偏航角度的零点 – 常以电机或液压马达驱动，一些方案包含偏航刹车