2011风力发电变流器发展现状与展望_马伟明
风电变流器的技术现状与发展
风电变流器的技术现状与发展摘要：随着社会经济和工业发展，全球能源消耗正在增加。
在这方面，目前正在努力研究可再生能源。
风电变流器在风力资源开发中起着关键作用，从而使风力资源丰富。
风力发电系统中风电变流器是核心，随着风力技术的发展而发展，变流器技术的创新将促进风能的发展和现代化。
因此，为了推进风电产业的稳定化，有必要加强风电技术的研究和应用，推动技术的稳步发展。
并在此基础上讨论了风电变流器技术发展中存在的问题，详细分析了风电领域存在的问题和趋势[1]。
关键词：风电；变流器；技术现状；发展趋势；低电压随着污染的增加和能源短缺的增加，新能源的研究和应用越来越受到世界的关注。
风能是新能源中最有潜力的新能源之一，风能是最成熟和最有商业化的新能源。
中国目前是世界上第一风电并网大国，风电仅次于火和水电的第三大能源，稳定我国的电力供应至关重要。
一、风电变流器产业现状与发展一般来说，风力发电根据发电机的类型分为直驱和双馈型发电系统两种。
变流器类分双馈型和全功率型，双馈型在双馈型风力发电系统应用，而全功率主要用于直驱型风力系统，如低速、中速、高速永磁同步、髙速电励磁同步等发电机。
风电场变流器技术内容主要体现在系统集成技术、大功率的电子设备和控制软件在不同条件下的动态响应上。
我国大多数风电变流器都采用国外先进技术，国内生产的趋势直到最近几年才显现出来，为了降低国外变流器的价格和技术垄断，我国开始自主研发。
变流器技术在市场上广泛应用，我国的生产技术现已成熟，这对促进我国能源产业很重要。
风电变流器产业化使风能成为我国自主产权，促进我国知识产权的进一步发展和现代化。
一般来说，风电变流器的等级尽可能提高，以利用更多的风能。
为了有效地提高风力发电的利用率，特别是在海上发电方面，提高风电变流器性能是很重要的。
这是另一种研究观点。
直驱变流器市场份额每年都在增加，由于其技术成熟、成本低、体积小，在直驱型风力发电方面仍然处于领先地位。
据估计，近年来市场份额将增加到我国新增装机容量的48%，为此，直驱式风力发电系统中采用全功率变流器是一种趋势[2]。
风力发电的发展状况与发展趋势
风力发电的发展状况与发展趋势引言概述：风力发电作为一种清洁能源，近年来得到了越来越多的关注和发展。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行分析，以期为读者提供全面的了解。
一、发展状况1.1 全球风力发电装机容量不断增长全球风力发电装机容量自20世纪90年代初开始逐年增长，目前已经超过了600GW。
其中，中国、美国、德国、印度和西班牙是世界上风力发电装机容量最大的国家。
1.2 技术不断进步，风力发电成本逐渐降低随着技术的不断进步，风力发电的成本逐渐降低，已经接近甚至低于传统能源。
风力发电机组的效率不断提高，风力发电的发电效率和稳定性也在不断改善。
1.3 政策支持和市场需求促进风力发电的发展各国政府纷纷出台支持风力发电发展的政策，如补贴政策、排放限制等，这些政策的出台促进了风力发电的发展。
同时，随着环保意识的提高，市场对清洁能源的需求也在不断增加，这也为风力发电的发展提供了市场保障。
二、发展趋势2.1 大规模海上风电将成为发展趋势随着陆地资源的逐渐枯竭，海上风电将成为未来风力发电的发展方向。
海上风力资源丰富，风速稳定，可以提高风力发电的利用率和效率。
2.2 智能化技术将助力风力发电发展随着物联网、大数据等技术的发展，风力发电设备将更加智能化，可以实现远程监控、故障预警等功能，提高风力发电的运行效率和可靠性。
2.3 能源储存技术将推动风力发电的发展风力发电的不稳定性一直是其发展的瓶颈之一，而随着能源储存技术的不断进步，风力发电可以更好地与储能技术结合，提高风力发电的可靠性和稳定性。
三、结语综上所述，风力发电作为一种清洁能源，其发展状况良好，发展趋势也十分乐观。
随着技术的不断进步和政策的支持，风力发电将在未来发挥越来越重要的作用，为全球清洁能源转型做出贡献。
风能发电技术的发展现状与未来趋势
风能发电技术的发展现状与未来趋势随着全球对可再生能源的需求不断增长，风能发电技术作为一种清洁、可再生的能源形式备受关注。
本文着重讨论风能发电技术的发展现状以及未来的趋势。
一、风能发电技术的发展现状近年来，全球范围内风能发电技术得到了快速发展。
主要表现在以下几个方面：1.设备效率的提升随着科技的进步和工程经验的积累，风轮和发电机等核心设备的效率得到了显著提升。
现代风轮的叶片设计更加科学合理，能够更好地捕捉到风能。
发电机的转换效率也有所提高，使得发电系统的整体效率得到了提升。
2.风场规模的扩大过去，风能发电主要采用分散式布局，各个风电场规模相对较小。
然而，近年来越来越多的大型风电场开始兴建，这些风电场规模庞大，集中供电能力更强，带动了风能发电行业的规模化发展。
3.储能技术的创新风能发电存在一个固有的问题，即能量的不稳定性。
当风速不够时，发电量将会减少或甚至中断。
为了解决这一问题，人们致力于开发储能技术，如利用电池储能、水泵储能等，使得风能发电系统能够更有效地存储和利用发电能量。
二、风能发电技术的未来趋势虽然风能发电技术已经取得了显著的进展，但仍然存在许多挑战和发展空间。
未来，风能发电技术将朝以下几个方向发展：1.海上风电的兴起由于陆地资源受限，海上风电在未来将成为重要的发展方向。
海上的风能资源更加丰富，而且海上风场不会影响到人类的居住与生活。
然而，海上风电面临的技术和经济挑战较多，例如海上风轮的制造和安装成本较高，海上环境对设备的腐蚀等。
因此，未来的研发将集中在降低海上风电成本、提高设备可靠性和维修技术。
2.智能化和自动化技术的应用随着人工智能和自动化技术的迅速发展，未来风能发电技术将更加智能化和自动化。
智能监测系统可以实时监控风场的状态和功率输出，实现远程控制和维护。
自动化技术可以提供更加精确和快速的风轮定位和转向，提高发电系统的效率和可靠性。
3.风能与其他能源形式的结合未来，风能发电技术将与其他能源形式相互结合，实现能量的互补与平衡。
风力发电变流器发展现状与展望_马伟明
2． 2
风力发电技术发展趋势 纵观国内外的发展情况， 为提高风力发电效率，
现交—直—交变流器一统天下的局面。而为实现大 容量、 高质量输出波形及高可靠性， 多电平变流器开 始得到应用， 如中点二极管箝位多电平变换器、 飞跨 电容多电平变换器、 级联 H 桥 多 电 平 变 换 器 等 通用 多电平变换器等
图3 Fig． 3
直驱式发电系统结构及机舱布置示意图 Direct driven generation system and the arrangement of the equipments
目前国际上双馈发电风电系统占据了一半以上 的市场份额， 而同步 直 驱 型 风力发电 系统 在 大 功 率 应用场合有着独特的优势。表 1 为两种典型风力发 电系统的比较。
双馈型风力 发电系统
电机转速高， 体 积 重 量 小; 变流器 中 仅流过转差功率， 容量小 无齿轮箱， 机械噪 声 小， 机组 寿命、 系
同步直驱型 风力发电系统
统效率和运行可靠 性高; 发电 机 通 过 变流器与电网隔离， 更容易实现低电 压穿越功能
megawatt 系列 发电 机转速 较 低， 转 矩 较 高，极 数 较 多， GE 公司 Multi导致体积较大; 变流器容 量 需 按 100 % 功 率选取 德国 Enercon E － 126 ( 6 ～ 7 MW) ABB PCS6000 ( 5 MW)
［6 ］
降低 成 本 ， 改善电 能 质量， 减 少 噪 声， 实现稳定可靠 运行， 大型风力发电技术呈现出如下特点: 1 ) 单 机 容 量 稳 步 上 升。 目 前 双 馈 异 步 发电 机 组的单机容量已 达到 5 MW， 其 转 轮 直 径 为 126 m， 采用 3 级 齿 轮 箱 结构 ( 传 动 比 为 97 ) 和 6 极 双 馈 式 异步发 电 机。 直 驱 型 风 电 机 组 单 机 容 量 可 达 到 7 MW， 采用 无 刷 励 磁 同 步 发 电 机 和 全 容 量 变 流 器
马伟明院士的获奖感言
马伟明院士的获奖感言2014-01-27【编者按】我是含着泪水读完马伟明院士的获奖感言的。
就是这样一群人，在市场化的大潮中，仍然在坚守自己的信念。
正是他们铁一般的信念，支撑着共和国的四梁八柱。
他们是共和国的脊梁，他们是我们这个时代的英雄，他们才是共和国最可爱的人，他们才是共和国真正的骑士。
他们应该成为崇高的榜样，他们应该成为共和国的明星，我们愿意做他们的粉丝。
马伟明院士获奖感言批露中国海军全电推进、电磁弹射器研制尊敬的各位领导，同志们：我是一名军队的普通科技工作者，我叫马伟明。
今天，我的心情十分激动。
回顾近30年的科研创新之路，我深深体会到，作为党和军队培养的院士，必须以提高国家核心竞争力、军队战斗力为己任，以打赢未来战争为目标，勇于担当，敢为人先，全身心投入科技创新实践，才能真正实现自己的人生价值。
“一个国家的科技竞争力决定了其在国际竞争中的地位和前途。
”谁抢占了自主创新的先机，谁就能在激烈的竞争中胜出。
我们知道，核心技术是买不来的，我国的现代化进程长期受到西方国家的技术封锁和制约。
上世纪90年代初，我国研制新型常规潜艇，需要进口高效能的十二相整流发电机系统。
在与外商的技术谈判中，我们提出该型电机系统存在“固有振荡”问题，对方却不屑一顾，傲慢地声称他们的产品不存在问题。
这件事对我刺激很大，没有科技的强大，中国就谈不上真正强大，而科技的强大是多少钱都买不来的，唯有靠中国人自己发愤图强，真正掌握核心技术，才能在世界高技术领域占有一席之地。
我们用仅有的3万5千元，造了两台小型十二相电机，在洗脸间改造的简陋实验室里开展研究。
1800多个日日夜夜，我们反复试验，拆了装，装了拆，测量、记录、分析，仅实验记录和报告就堆了半间屋子。
在对数十万组数据综合分析的基础上，我们终于查明原因，成功研制出带整流负载的多相同步电机稳定装置，发明了带稳定绕组的多相整流发电机，从根本上解决了“固有振荡”难题，此项发明荣获国家科技进步一等奖。
风电变流器的技术现状与发展
风电变流器的技术现状与发展摘要：人类利用风能的历史非常悠久。
在公元前，古人就利用风力作为灌溉、提水等农业生产生活以及船舶航行的动力。
但数千年来风能利用都属于直接利用，风能利用技术的发展非常缓慢。
本文就风电的相关问题和技术发展进行探讨，对风电技术发展中的问题和发展趋势做了具体分析。
关键词：风电；变流器；技术现状；发展趋势；低电压一、风电行业的现状及发展趋势风力发电在中国的起步较晚，并网型的风力发电机组是在1985年才开始研制。
由于我国风力发电技术的基础薄弱，引进自主研发的路线不断发展。
到了2010年，我国风力发电总量更达到了501亿千瓦。
我国成为全球第四、亚洲第一的风力发电大国，是继美国之后的第二大风力发电国家。
风力发电产业虽然得到了迅猛发展，但我国大功率风机的制造与国外存在很大差距，核心技术缺少具有自主知识产权，国产风机的生产技术与国外相比足足落后了10年。
作为风力发电技术发展前沿的永磁直驱风力、变速变频发电技术，国内少数企业也已研发出来，但和国外相比，功率等级偏低，而且没有实现真正的规模化、国产化和大功率化。
同时，国内大型风力发电设备制造商尚未掌握大功率风机的总体制造技术及重要部件的核心技术，仍然采用国外技术。
此外，由于电网调峰能力有限及风力发电场远离负荷中心等因素，风力发电上网难也制约着我国风力发电产业的发展。
虽然我国风力发电产业依然存在各类问题，但在国家风力发电政策积极的推动下，国内的风力发电产业的保持着良好的发展势头。
二、风电变流器产业现状与发展一般来说，根据发电机的类型，风力发电系统可以分为两类：直驱型和双馈型。
而相应的变流器类型，则分为双馈型变流器和全功率型变流器两大类。
其中双馈型变流器主要应用于双馈型风力发电系统，而全功率变流器主要应用于直驱型风力发电系统，如采用低速永磁同步发电机、中速永磁同步发电机、高速永磁同步发电机、髙速电励磁同步发电机等发电机的风力发电系统。
风电变流器的技术含量主要体现在系统集成技术和大功率电力电子技术以及各种风况下控制软件的动态响应能力上。
风力发电技术的发展现状和未来趋势分析
风力发电技术的发展现状和未来趋势分析自从人类开始开发利用风能以来，风力发电技术一直是可再生能源领域的重要组成部分。
风力发电技术在过去几十年里取得了巨大的发展，并且被广泛应用于世界各地。
本文将对风力发电技术的发展现状和未来趋势进行分析。
首先，回顾风力发电技术的发展历程。
早期的风力发电技术主要是通过传统的风车结构来转化风能为机械能，然后再将机械能转化为电能。
然而，这种技术存在着效率低、造价高和可靠性差等问题。
随着科技的进步，风力发电技术逐渐取得了突破性的进展。
现代风力发电技术主要采用风轮机和发电机的结合，将风能直接转化为电能。
这种技术不仅提高了发电效率，而且降低了成本，使得风力发电成为一种可持续发展的能源形式。
其次，分析风力发电技术的发展现状。
目前，风力发电技术已经成为全球最重要的可再生能源之一。
世界各地都建设了大量的风力发电项目，并形成了良好的发展态势。
据统计，全球风力发电容量已经超过了650吉瓦，占全球电力装机容量的5%以上。
特别是在欧洲国家，风力发电已成为最主要的电力供应方式之一。
德国、丹麦、西班牙等国家在风力发电技术上取得了显著的成就，不断推动行业的发展。
此外，我们应该关注风力发电技术的未来趋势。
随着环境污染和能源紧缺问题的日益严重，可再生能源的发展将成为全球的共识。
在未来，风力发电技术将继续发展并取得更大的突破。
首先，技术的成熟将进一步提高风力发电的效率，减少成本。
随着风轮机设计的改进和材料科技的进步，风力发电的装机容量和发电效率将大幅提升。
其次，风力发电技术将更加智能化和数字化。
通过引入人工智能和大数据分析等技术，风力发电的运维管理将更加高效，系统的可靠性和运行寿命将大大提高。
此外，风力发电技术还有望实现储能和供电网络的整合。
通过建设储能系统和智能电网，风力发电的波动性和间歇性问题将得到有效解决。
总之，风力发电技术在可再生能源领域具有巨大的潜力和优势。
随着科技的不断创新和进步，风力发电技术将继续发展并成为能源转型的重要支撑。
风电变流器的技术现状与未来发展分析
风电变流器的技术现状与未来发展分析摘要：随着我国社会经济的不断发展，工业行业迅速崛起，能源的消耗速度也越来越快，从当前的消耗情况分析，未来会出现能源危机。
基于此，人们开始着力研发和探究可再生能源。
其中，在研究和开发风力资源的时候，风电变流器的作用非常重要，其可以创造出极其丰富的风能资源。
本文将着重研究和分析风电变流器的技术现状和未来发展趋势，借此为相关人员提供理论依据。
关键词：风能资源；风电变流器；技术和发展引言：在风力发电系统中，风电变流器是最为核心的部件，其技术水平的高低随着风电技术的进步而进步，另外，风电变流器技术的创新也会反向推动我国风力技术的优化和完善。
因此，为了进一步强化我国风电领域的稳定发展，相关部门有必要加强对风电变流器的分析和研究，使之更好地投入使用，进而推动我国风电技术的进步。
一、风力发电和风电变流器的发展现状与其他的环保型可再生能源进行发电相比较，人们开发风能发电的基础更加成熟，尤其是我国政府在风力发电技术上投入了大量的资金和政策支持，目前来看，我国风力发电技术具有非常广泛的发展前景[1]。
近些年来，我国在风力发电领域一举成为世界第一，并且成功挤进火力发电和水力发电的三大新能源发电技术中。
在风能发电技术不断发展的今天，相应的发电技术也得到了创新，其中风电变流器的作用尤为关键，目前关于风电变流器的研究也趋于成熟。
但是为了可以让风电变流器的发展跟上时代变化的步伐，为此我们需要深入分析风电变流器的技术现状以及未来的发展空间。
二、风电变流器的主要技术实际上，由于风电机组对于电子变流器的使用性能和内部结构要求较高，所以在电气设计、散热设计以及控制技术上的研究是风电变流器技术的重点内容。
（一）风电变流器的顶层电气设计风电变流器的顶层电气设计内容主要是变流器的内部结构、相关参数以及保护通信接口等与电气系统相关的性能设计。
例如双馈型系统，所使用的变流器是PWM变流器，确保电流可以双向流动，但是在直驱式系统中，变流器的拓扑结构会发生变化。
低风速风力发电系统中变流器的研究现状与发展趋势
低风速风力发电系统中变流器的研究现状与发展趋势引言：低风速风力发电系统是一种利用风能进行发电的技术，相比传统风力发电系统，它能够在低风速条件下有效发电，具有较高的经济性和适应性。
在低风速风力发电系统中，变流器是其中关键的组成部分之一。
它的作用是将风轮发电机产生的交流电转换为适合电网输送的交流电。
本文将探讨低风速风力发电系统中变流器的研究现状和发展趋势。
一、低风速风力发电系统中变流器的基本原理低风速风力发电系统中的变流器主要用于将风轮发电机输出的交流电转换为电网所需的交流电。
变流器可以实现能量的传递和调节，提高系统的效率和稳定性。
其基本原理包括输入滤波、变流桥、输出滤波和控制电路四个主要部分。
1. 输入滤波：变流器的输入端与风轮发电机相连，输入滤波电路主要用于对风轮发电机产生的交流电进行滤波，保证交流电的纯度，减小电网对风电系统的干扰。
2. 变流桥：变流桥是变流器的核心部分，它能够将交流电转换为直流电，在不同的工作模式下，变流桥具有不同的拓扑结构，如全桥、半桥等，以实现不同的功率调节。
3. 输出滤波：输出滤波电路主要用于对变流器输出的直流电进行滤波，消除输出波形中的谐波，使其接近于理想直流电。
4. 控制电路：控制电路是变流器的智能部分，通过对变流器的控制，可以实现对风电系统的功率和电压进行调节，保证系统的稳定运行。
二、低风速风力发电系统中变流器的研究现状目前，低风速风力发电系统中变流器的研究主要集中在以下几个方面：1. 拓扑结构优化：研究者通过对变流器拓扑结构的优化设计，提高了系统的转换效率和稳定性。
例如，采用多电平逆变器可以降低变流器输出的谐波含量，提高输出电压质量。
2. 控制策略改进：针对低风速风力发电系统的特点，研究者提出了多种控制策略，如最大功率点跟踪控制、电流型控制和电压型控制等。
这些控制策略能够提高系统的功率输出和电网适应性。
3. 电磁干扰抑制：由于系统中存在高频功率开关和高速变化的电流和电压信号，低风速风力发电系统中变流器容易引发电磁干扰问题。
风电变流器的技术现状与发展
能 资源 ，为－ ＆－ ４ ￣ ｌ 的生 存和 发展 提 供 了 良好 的电 能 资源。 而本 文主
要 从 风 电 变 流 器 的 类 型 ， 拓 朴 结
构和 技 术发 展状 况等 进 行 了简单 的研 究 和 了解 ，希望 能 够为 人们 研 究 风 电 变 流 器 技 术 的发 展 提 供 些参考 。
程度 。其 中最 为重要 的控 制技 术也会得到不断 优化 ，让 它能够有 满足 风场电机组对 电网的需 求 。 具备 有 更好 的 能够 使 用 的 分 布 式 风 电几 并 网技 术，有 效的解决 目前风电机存在的开发利 用大 规模 集中，远距离输送为主 ，发展过程 中 遇 到消耗难，送 出难的 问题 。未来 的风 电变流 器也会具有故障智能诊断和远程监控功 能，能 够 实现，现场无人值守 ，少量人 员值班 的远程 监视与控制 。风 电场的远程监控系统 能够 实时 ２ ． ２全 功 率 变 流 器 的 应 用 监控风 电变流器 的工作状态 ， 自动记录 和保留 全 功 率 变 流 器 中 的 额 定 功 率 相 风 电变流器故障 的日志 ，供技术 人员分 析和处 对 其 他 变 流 器 而 言 较 多 ， 当 前 的 主 要 理 等 。 有 １ ． ５ Ｍｗ， ２ ＭＷ， ２ ． ５ Ｍｗ， ３ Ｍｗ， ５ Ｍｗ，或 ５ 结 束 语 者 ６ ＭＷ 。 不 过 人 们 常 用 的 主 流 功 率 是 １ ． ５ ＭＷ， ２ ＭＷ， ２ ． ５ ＭＷ 。 由于 实 际 生 活 中风 电 机 风 电变流器 是风力发 电系统的关键 设备 ， 组接入点 电压等级存在 不同程 度上的差异，人 未来 的风 电变流器 能够 随着人们的需求而不断 们 将 全 频 功 率 变 流 器 拓 扑 结 构 主 要 划 分 为 两 大 的创新和优 化，供人们使用。所 以风 电变流器 类 ，一类是采用 二电平 结构，它经常被应用于 产业 的前景很广 阔， 提高风风 电变流器的质量 ， 生 活 中 的低 电压 系 统 ， 电 网 电 压 等 级 一 般 都 在 性 能和适 应各种 环境是国内外各个厂家急需要 ６ ９ ０ Ｖ 以 下 。 另 一 类 则 是 采 用 多 电平 结 构 ， 主 关注 的问题。我们也相信风 电变流器能够给我 要应 用于 生活中的中压系统 ，电网 电压等级一 们 环 境 保 护 和 资 源 利 用 提 供 强 有 力 的保 证 。 最 般 都在在 ５ ９ ０ Ｖ 以上 ，两 者相互搭配 满足人们 后，由于笔者水平有限文中存在的不足之处敬 的 日常需求。二 电平变流器和多 电平变流器在 请广大读者谅解 ，笔者也希望文章能够给广 大 控 制原理 上有很多的共同之处 。 读者和相关从业人员有所帮助 。
风力发电技术发展现状及关键问题探索
风力发电技术发展现状及关键问题探索一、风力发电技术发展现状1. 技术发展成果风力发电技术的发展经历了从初级阶段到成熟阶段的漫长历程，目前已经取得了一系列的重要成果。
在风力发电机组方面，风力发电机的转速和功率输出都有了显著的提升，发电效率得到了极大的提高。
风力发电机组的制造工艺和设备技术也逐渐成熟，成本逐步降低。
风力发电技术还在风场选址、风能储存、电网接入等方面取得了一系列的技术创新成果。
2. 产业规模扩大风力发电技术的不断发展也带动了风力发电产业的快速扩大。
全球范围内，各国纷纷加大对风力发电产业的投入和支持，风力发电装机容量不断提高。
据统计，截至目前，全球风力发电装机容量已经超过了600GW，风力发电在全球能源结构中的比重也不断增加。
各国政府也相继出台了一系列的鼓励政策和产业规划，促进风力发电产业的健康发展。
3. 地区市场多元化风力发电技术的发展也呈现出地区市场多元化的特点。
全球范围内，欧美地区一直是风力发电技术的主要应用地区，但随着中国、印度等新兴经济体的不断崛起，亚洲市场也成为了风力发电技术的重要增长点。
中东地区和非洲地区等发展中国家也逐渐加大了对风力发电技术的投入，加速风力发电技术在全球范围内的推广。
二、关键问题探索1. 风电资源利用效率问题尽管风力发电技术取得了一定的发展，但风电资源的利用效率问题依然是一个亟待解决的关键问题。
目前，全球范围内的风场大多集中在海岸线附近和平原地区，远离城市负荷中心。
如何合理规划风电场布局，提高风电资源的利用效率成为了亟待解决的问题。
2. 高效风力发电机组研究风力发电机组的核心技术是风力发电机，而高效风力发电机组的研发则是风力发电技术的关键问题之一。
目前，虽然风力发电机组的功率已经不断提高，但在提高发电效率、降低成本方面还有待进一步研究。
如何研发高效、低成本的风力发电机组成为了风力发电技术研究的重点。
3. 电网接入和储能技术随着风力发电装机容量的不断增加，如何实现风力发电并网和风能储存成为了风力发电技术面临的另一个关键问题。
国内风力发电发展现状及未来趋势分析
国内风力发电发展现状及未来趋势分析引言：近年来，风力发电作为一种清洁能源形式，得到了国内外的广泛关注和应用。
本文将对国内风力发电的发展现状进行探讨，并对未来的趋势进行分析，以期进一步推动风力发电在我国能源结构中的重要地位。
一、发展现状1.1 风力发电发展历程自20世纪90年代开始，中国国内开始探索风力发电的技术与应用。
经过二十多年的发展，国内风力发电的装机容量和技术水平不断提升。
截至目前，中国已成为全球最大的风力发电国家，装机容量超过20万兆瓦。
1.2 国内风力发电装机容量增长迅猛根据数据显示，中国的风力发电装机容量自2005年开始快速增长，年均增长率接近30%。
截至2019年底，中国的风力发电装机容量已达到了210,000兆瓦，约占全球风力发电装机容量的40%。
1.3 地域分布差异明显中国的风力资源在地理分布上具有明显的差异性。
北方地区的内蒙古、辽宁、河北等地的风速较高，是风力发电的重要区域。
而南方地区的福建、广东、浙江等地由于地理原因风速较低，风力发电资源利用较为有限。
1.4 技术水平提升随着技术的不断进步，国内风力发电的装机容量不断增加，同时也在技术参数和效率方面得到了提升。
中国的风电机组容量从最初的几十千瓦提高到了如今的数兆瓦。
同时，高效利用风能的新技术，如风能储存、风能变换等，也正在不断涌现。
二、未来趋势分析2.1 风力发电将在我国能源结构中扮演重要角色随着环境保护意识的不断增强，国家也加大了对清洁能源的支持和投入力度。
风力发电作为一种具有巨大潜力的清洁能源形式，将在未来的能源结构中发挥重要的作用。
预计到2030年，中国的风力发电装机容量将达到500,000兆瓦，占我国总装机容量的三分之一左右。
2.2 技术创新将推动风力发电行业发展随着技术创新的不断推进，风力发电行业将迎来更加高效、可靠和智能化的发展。
例如，随着风轮设计的不断改进，风机发电量的增加将成为可能。
同时，风力发电设备的智能化、自主控制也将在未来得到更好的实现。
风能发电技术发展现状及未来展望
风能发电技术发展现状及未来展望随着人们对可持续能源的需求不断增加，风能作为一种绿色清洁能源正在受到越来越多的关注。
风能发电技术作为其中的一个重要分支，也得到了迅速发展。
本文将从现状和未来的角度，探讨风能发电技术的发展现状及未来展望。
一、风能发电技术的现状目前，风能发电技术已经相对成熟，经过多年的发展和完善，已经形成了一套完整的技术路线。
尤其是在风轮制造、风机系统设计、功率变流器、控制系统等方面的技术研发，已经取得了许多的进展。
1. 风轮制造技术风轮是风电机组的核心部件，其制造工艺和材料决定了风力发电机的运行质量和寿命。
风轮制造技术一直是风电行业发展的关键，目前主流的风轮材料为玻璃纤维复合材料和碳纤维复合材料。
随着新型材料和制造工艺的应用，风轮制造的成本逐渐降低，同时也提高了风力发电机组的功率密度。
例如，在国内自主研发的6MW的离岸风电机组中，使用了绞切工艺及双曲面弧度设计，进一步提高了其效率和功率密度。
预计未来，随着新材料和制造工艺的逐步运用，风轮的质量和效率将不断提高。
2. 风机系统设计技术风能发电机组的风机系统是重要的组成部分，风机的设计和制造影响着发电设备的电量、可靠性和经济性等关键因素。
现代风机系统采用了混流、变桨等技术，同时，在空气动力学设计方面，也大量应用了计算流体力学分析、气动结构有限元分析等技术，从而提高了风机的效率和稳定性。
近年来，风机技术在垂直轴风轮和水平轴风轮方面取得了长足的进展。
例如，在我国垂直轴风轮研发方面，成功开发了20kW垂直轴风轮发电组，大大提高了装置能力和减少了成本。
3. 功率变流器技术力变流器是风能发电机组的重要组成部分，其作用是将风机发出的交流电流转换成稳定的和谐电流输出。
现代功率变流器采用了主动谐波抑制、较小电容和低噪音等技术，同时也逐渐向高功率、低成本、小体积等方向迈进。
在我国，已经取得了一系列的成果，例如中山大学研发的高可靠性中压三相电力变频器技术，针对两侧电路不对称问题开发了一种新型的电容平衡控制方法，大大提高了稳定性和效率。
风力发电的发展状况与发展趋势
风力发电的发展状况与发展趋势引言概述：风力发电作为一种可再生能源的代表，近年来得到了广泛的关注和应用。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行详细阐述。
一、发展状况1.1 风力发电的历史发展风力发电起源于古代，但真正的发展始于19世纪末。
20世纪70年代以来，随着能源危机的浮现，风力发电逐渐成为了一种重要的能源替代方案。
1.2 风力发电的技术进步随着科技的进步，风力发电技术也得到了快速发展。
传统的风力发机电组逐渐被大型风力发机电组取代，发电效率和可靠性得到了显著提高。
此外，风力发电技术还包括风力资源评估、风机控制系统和电网接入技术等方面的创新。
1.3 风力发电的全球应用情况目前，风力发电已经成为全球最重要的可再生能源之一。
世界各地都在积极发展风力发电项目，特殊是在欧洲、北美和亚洲等地区。
中国、美国和德国是全球风力发电装机容量最大的国家。
二、发展趋势2.1 风力发电的市场前景随着全球对可再生能源需求的不断增长，风力发电市场前景广阔。
政府对风力发电的支持政策和技术进步将进一步推动风力发电的发展。
2.2 风力发电技术的创新未来的风力发电技术将更加注重提高发电效率和可靠性。
例如，通过提高风力发机电组的装机容量和高度，以及改进风机叶片设计，可以进一步提高风力发电的效率。
2.3 风力发电的智能化应用随着智能化技术的发展，风力发电将更加智能化和自动化。
通过使用先进的监测和控制系统，可以实现对风力发机电组的远程监控和运维管理，提高发电效率和可靠性。
三、发展挑战3.1 风力发电的可持续性风力发电依赖于风能资源，而风能的可持续性是一个重要的问题。
需要更加精确的风力资源评估和合理的风力发电规划，以确保风力发电的可持续性。
3.2 风力发电的环境影响风力发电对环境的影响主要包括对鸟类和蝙蝠的生态影响以及对风力发电场周边地区的视觉和噪音影响。
需要采取有效的环境保护措施，平衡发展与环境保护之间的关系。
3.3 风力发电的经济可行性虽然风力发电在技术上已经取得了很大的突破，但其经济可行性仍然是一个挑战。
风力发电变流器发展现状与展望
风力发电变流器发展现状与展望发布时间：2021-11-12T01:56:35.408Z 来源：《当代电力文化》2021年6月17期作者：张雪竹[导读] 现如今我国发展的脚步已经越来越迅速，并且现阶段人们的思想也开始发生了转变张雪竹黑龙江辰能方正风力发电有限公司（黑龙江省方正县）150800摘要：现如今我国发展的脚步已经越来越迅速，并且现阶段人们的思想也开始发生了转变。
以环境保护这方面来讲，人们的环保意识正在不断加强，环保的理念已经在人们的心里深深扎根，而风力发电作为新型的情节能源，已经成为人们乃至国家都重视的一个领域。
据调查，现阶段风力发电的发展非常迅速，国家也开始投入大量的资金、人才以及设备来支持风力发电的深入研究，非常多的风电场都处在建设的步骤中，下文主要就风力发电变流器发展现状与展望进行了深刻的研讨。
关键词：风力发电；变流器；发展现状和展望现阶段我国经济的发展脚步越来越快，与此同时国家也对能源的利用和保护提升了关注度，风能作为新型可再生能源已经受到我国乃至全世界的重视。
在这样的情况之下，风力发电技术进步的脚步也开始变得迅速起来。
随着风能不断被开发，以及风力发电技术的不断完善，其发电的方式也出现了一定的改变，简单来讲就是恒速恒频变为变速恒频，变速恒频发电作为一种新型的发电方式，它采用了各种技术来进行支持对发电的有有效控制，这一发电方式的问世，使发电给能够再到变速运转，这样也能够让风能到达最大程度的利用，其特点就是可以做到高效率、高质量发电，这种发电方式较较之前的发电方式有很大的进步，想要有效的实现变速恒频发电，其主要的步骤就是风力发电机组的变流器，为了能够提升发电的效率，同时也提升风能的利用率，就要积极对变流器以及变流器技术进行良好的改善和优化，下文主要对风力发电变流器发展现状与展望进行了详细的探讨，其主要内容如下：1系统设计现状1.1变流器主系统的整体设计根据风力发电系统的工作要求，结合变频器设计的相关方法可知，风力发电机组变流器主系统的设计主要包括六部分：首先是要选择合适的同步电机，这里为满足工作需要选用六项永磁同步电机；其次是变流器的选择，在第二部分的介绍中提到，现在使用比较普遍的是PWM变流器，这里为了更好地实现变流效果，选用双PWM变流器，采用背靠背的方式安装；在风力发电的过程中为了保持发电恒频，需要对发电机的电压进行调解，因此需要使用调压器；在变流器的输入端和输出度端需要安装滤波器，过滤掉谐波的影响；在风力发电过程完成之后需要将生产的电力输送到电网中，也就是要进行并网，因此要设计相应的并网装置和系统保护装置；使用定点DSP控制器控制功率模块的运行。
风力发电变流器的发展趋势探索
风力发电变流器的发展趋势探索随着时代经济的飞速发展，风力这一可再生能源，其风力发电机组的容量逐渐增大，同时伴随着风力发电技术的飞速发展，现代化风力发电变流器不仅仅要有着相对较高的功率密度和优良的控制性能，同时也要有着较为高的可靠性，进而促进我国国民经济的整体发展。
文章则对我国风力发电系统和风力发电变流器的发展趋势积极探索。
标签：风力发电；变流器；发展趋势引言21世纪的今天，风作为地球上的一种自然现象，逐渐受到了人们的关注，随着科学技术的进步，风力发电的应运而生对全球经济的持续发展有着一定的积极促进作用。
同时风能作为一种可再生能源，不仅仅取之不尽，同样也是用之不竭的，相对来说其能源有着一定的清洁性。
而风力发电变流器随着科学技术的日益成熟，其风力发电机组自身同样也得到了一系列的改善，其发展应用前景相对广阔。
因此文章对风力发电变流器发展趋势进行探讨分析有一定的经济价值和现实意义。
1 风力发电系统及其技术的发展1.1 风力发电系统风力发电作为近些年来世界上增长相对较快的一种能源，逐渐成为能源核心发展战略之一。
就目前而言，中国风电装机总容量逐渐增大，同时风力发电同样也取得了较快的进步。
当前我国风力发电系统主要有双馈型风力发电系统和同步直驱型风力发电系统两种。
就典型的双馈型风力发电系统而言，其风力发电系统主要有多级齿轮、双馈感应发电机以及背靠背双PWM变流器，定子侧通过和电网直接相连接，其转子侧借助于背靠背双PWM变流器和电网有机的相连接，进而实现风力发电系统的变速恒频运行。
而同步直驱风力发电系统中的同步发电机的输出频率在某种程度上和电压随着转速的变化逐渐发生着变化，现代市场上的直驱式风力发电机主要有电激磁同步发电机和永磁同步发电机两种，同时同步直驱风力发电系统主要是对全功率变流器加以采用，于塔筒底部放置。
双馈型风力发电系统的优势主要有着较高的电极转速和较小的体积重量，同时变流器中仅仅通过转差功率，其容量相对较小，而双馈型风力发电系统的多级齿轮箱不仅仅存在一定的摩擦损耗和发热等情况，同时还需要定期的进行维护。
风电变流器的技术现状与发展
风电变流器的技术现状与发展摘要：随着人们对不可再生能源的消耗，可循环利用能源逐渐成为人们关注的对象，电能作为清洁型能源逐渐发展成为全球运用最广泛的能源。
而如何简单的利用可循环资源进行发电，成为我国重点研究的方向。
目前我国风电变流器的研发已经取得了明显的进步。
本文主要分析了风电变流器的类型，阐述了风电变流器的应用需求和技术现状，并针对风电变流器的技术发展趋势进行了研究和探讨，以期促进我国及全球风电变流器技术的进步。
关键词：风电变流器；风力发电；风电机组随着全球人口增多，各产业对能源的消耗日益加重，电能作为清洁型能源，其发展已经涉及到各行各业及人们的日常生活中，如何生产更加高效、稳定的电能，成为各个国家考虑的首要问题。
随着对风力的运用和发电技术的进步，风力发电逐渐成为我国具有一定发展前景的新型产业。
近年来，我国对风力发电的投入越来越大，相应技术也越来越高。
而风电变流器作为风力发电的主要构件，我国对其的研究也基本取向成熟。
一、风电变流器的类型分析风力发电主要是利用风力发电机组将风能转换为电能，因此风电机组需要捕捉到最佳的风能，才能够更好的实现电能转换。
捕捉最佳风能，要使发电机转速能够适应风力的变化，从而保持最佳浆液顶端速度与风速的比例，以及输出电压频率与电网频率的恒定性，即需要通过变速恒频技术来实现这一特性。
而风电变流器的作用，则是帮助风电机组实现变速恒频技术。
目前常用的风电变流器主要有两种：（一）双馈变流器变速恒频双馈风力发电系统的工作原理如图1所示，风轮的齿轮与双馈异步发电机进行连接，发电机定子与电网进行连接，而双馈变流器则连接在发电机和电网之间，当风轮转动时，就可以实现电能，并将电能通过电网输送出去。
其中双馈变流器在整个工作过程中，起到非常重要的作用。
图1 双馈变流器示意图变流器的电流还能够实现对风力发电机转速的控制，其同时能够对转子电流的转差频率进行控制，从而保证输出电压与电网的恒定性。
双馈变流器的名称来源主要是由于发电机的电功率会实现两个方向的馈送，即通过定子进行馈送和通过变流器进行馈送。
风电变流器的技术现状与发展
风电变流器的技术现状与发展摘要：我们对于风能使用的历史十分的久远。
公元之前，我国的先人们就已经开始使用风力这一能源进行灌溉以及提水等农活和船舶航行的动力了。
可是在这几千年里风能的使用仅仅只停留在直接进行使用的层面上，对于发展风能的利用技术仍十分的慢。
本篇文章对于风电发展中存在的相关的问题以及相关的技术发展进行了深入的研究，并对于风电变流器技术的现状与发展趋势进行概述。
关键词：风电发展；变流器技术；发展趋势1 风电行业的现状以及发展趋势中国开始进行风力发电相比于西方国家来说比较晚，在1985年我国刚刚开始了对于风力发电机组并网类型的研发。
又因为我国起步较晚其风电相关的技术相对较弱，所以对于自主研发的引进路线正在持续的发展之中。
我国风力发电的总量在2010年已经达到了501亿千瓦的数值。
翻身变为了世界排名第四，在亚洲排名第一的风力发电的国家，也是在美国之后有实力的第二个风力发电发展迅速的国家。
尽管我国的风力发电在迅速的发展之中，但是在大功率风机的制造问题上面我国还不能够和西方一些先进国家相比较，更严重的是对于风电的重要技术严重缺乏，我国本身的知识产权和基础比较薄弱，其技术的先进性已经落后了十年之久。
而永磁直驱风力以及变速变频发电技术作为风力发电的先进技术，一些我国的风电企业已经研究出来了，可若是和国外的相关技术比较，我国的技术还不够成熟，不仅功率低，而且并没有达到国产和大功率的水准。
不仅如此，我国使用国外技术在大型风力发电的设备制造商还没有完全掌握对于功率很大风机进行制造的核心技术。
而且，风力发电所导致的上网难在很大程度上限制了我国风电的发展，这主要是因为电网调峰能力有限和风力发电场离负荷的中心很远等问题导致的。
尽管我国的风力发电这一行业仍然具有许许多多的问题，可是国家也正在致力于风电的发展之中，在国家的政策辅助下，我国的风电行业的发展将会越来越好。
2 风电变流器产业的现状和发展通常来讲，我们一般将风力发电系统按照其类型分为直驱型风力发电机以及双馈型风力发电机这两种类型。
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降低 成 本 ， 改善电 能 质量， 减 少 噪 声， 实现稳定可靠 运行， 大型风力发电技术呈现出如下特点: 1 ) 单 机 容 量 稳 步 上 升。 目 前 双 馈 异 步 发电 机 组的单机容量已 达到 5 MW， 其 转 轮 直 径 为 126 m， 采用 3 级 齿 轮 箱 结构 ( 传 动 比 为 97 ) 和 6 极 双 馈 式 异步发 电 机。 直 驱 型 风 电 机 组 单 机 容 量 可 达 到 7 MW， 采用 无 刷 励 磁 同 步 发 电 机 和 全 容 量 变 流 器
［1 ］
。
3
风力发电变流器中的关键技术
电力电子变流器 作 为 风力发电与电 网 的 接 口， 既要对风力发电机 进 行 控 制， 配 合 风 机 控 制器 实 现 又要向电网输送优质电能， 还要 对风能的最大捕获， 。 实现低电压穿越等功能 并且由于风电机组对变流 对变流器 系统 的 器的性能及空间尺寸 有 严 格 要 求， 控制、 电气及结构 等设 计 也 提 出 了 较 高 要 求。 整 个 变流器系统设计包 括 顶 层 电 气 设 计、 控制算法设计 以及结构散热设计等。 3． 1 变流器顶层电气设计 主要涵盖了变流器拓扑形式、 参数范围、 保护与 通信接口方式等 电 气性 能 的 研究。 如: 双 馈 型 系统 中， 变流器必须采用双 PWM 变流器， 保证功率能够 。 双向流动 而在直驱式系统中变流器可以有不同的 拓扑结构。根据每 种 电力电子变 换 拓 扑 的 特 点， 整 个系统的控制方法都会相应地发生变化。采用背靠 背双 PWM 全 控拓 扑 结构， 与 机侧 采 用 不 控 整 流 桥 的变流器相比， 可以大大减少机侧电流谐波; 而且通 过解耦控制， 可以实现对电机的多种控制策略， 如最 大转矩 / 电流比控 制、 效 率最 优 控 制、 定子磁通矢量 控制、 直接转矩控制以及更多现代智能控制方法。 标准、 可靠的通 信 方式是 实 现 信息 实时 交 换 与 能量管理的前提。 在 变流器通 信 系统 设 计 中， 要根 ， 据风电系统要求并结合变流器功能 融合信息技术， 合理设计快捷、 可靠的通信方式。同时完善、 可靠的 保护设计也是保障 人 员 和 系统 安 全 的 关 键 环 节， 必 须合理地设计保护 环 节 和 整 定 保 护 值， 实 现对 系统 的可靠保护。
图3 Fig． 3
直驱式发电系统结构及机舱布置示意图 Direct driven generation system and the arrangement of the equipments
目前国际上双馈发电风电系统占据了一半以上 的市场份额， 而同步 直 驱 型 风力发电 系统 在 大 功 率 应用场合有着独特的优势。表 1 为两种典型风力发 电系统的比较。
Fig． 2 图2 双馈异步发电系统结构 及机舱布置示意图 Structure of the doubly fed induction of the equipments generation system and the arrangement
2
两种典型风力发电系统及其发展趋势
同步直驱风力发电系统中同步发电机输出频率 和电压随转速变化 的 交 流电， 经 背 靠 背 变流器 系统 接至电网( 见 图 3 ) 。 目 前， 市场上 直 驱 式 风力发电 机可分为电激磁同步发电机和永磁同步发电机两大 类。同步直 驱 风力发电 系统 采 用的 是 全 功 率 变流 器， 一般放置于塔筒底部。
12 中国工程科学
表1 Table 1
系 统 优 势
两种典型风力发电系统比较
Comparison of two typical wind energy generation systems
局限性 多级齿轮箱 存 在 摩擦损 耗、 发 热、 噪声等 问题， 需要定期维护; 低压穿越难度大 大功率产品型号 丹麦 Vestas V90 ( 3． 0 MW) 西班牙 Gamesa G128 ( 4． 5 MW) 德国 Repower 5 M( 5 MW)
2． 2
风力发电技术发展趋势 纵观国内外的发展情况， 为提高风力发电效率，
பைடு நூலகம்
现交—直—交变流器一统天下的局面。而为实现大 容量、 高质量输出波形及高可靠性， 多电平变流器开 始得到应用， 如中点二极管箝位多电平变换器、 飞跨 电容多电平变换器、 级联 H 桥 多 电 平 变 换 器 等 通用 多电平变换器等
［ 收稿日期］ 2010 － 06 － 08
［ 基金项目］ 国家自然科学基金委创新研究群体科学基金资助项目( 50721063 ) ［ 作者简介］ 马伟明( 1960 —) ， 男， 江苏扬中市人， 中国工程院院士， 海军工程大学教授， 主要从事舰船电气工程领域研究; E － mail: maweimin@ public． wh． hb． cn
1
前言
也 取得了 长 足 进 步 ， 特 别 是 风力发电 机组 自 身 ， 由 20 世纪 90 年代的定桨距、 恒 速技术， 发展 到 现 在 的 变桨距、 变速技术， 而且单机容量不断刷新纪录。兆 瓦级大功率风电机组 正 逐 步 成为主 流， 海上 风电 技 术逐渐成熟， 有力地 促 进了 特大 型 风电 机组 的发展 ( 单机容量大于或等于 5 MW) 。变速恒 频 风电 机组 的共同特点是需要 辅 之 相 应 的电力电子变流 装 置， 配合发电机进行功 率 控 制， 使 风 机 在 较 宽 转速 范 围 内实现最佳功率捕 获， 并 且 实 现对电 网 低 电 压 穿 越 及无功功率支持。电力电子技术在其中发挥了巨大 的作用， 其涵盖电力电子器件、 变流电路和控制电路 三个部分， 是电力、 电子、 控 制 三 大 电 气 工程 技术 领 域之间的交叉学 科， 和现 代 控 制理论、 材 料 科 学、 电 机工程、 微电子技术等许多领域密切相关， 如图 1 所 示。 我国大型风力发电 技术 自 主 水 平 相对 滞 后， 且 发展不均衡。风机叶片、 发电机、 齿轮箱等一些关键 部件虽已实现国 产 化， 但 变流器、 控 制 系统、 高性 能 齿轮箱与 轴 承 的 关 键 技术 等 还 主 要 依 赖 于 国 外 进 口。当前， 陆地风力发电 机组 主 力 机 型 的 单 机 容 量 2 MW 为主， 以 1． 5 MW、 在 这 一 功 率 等 级及 以 上 的 全功率变流器几乎 被 国 外 产品 所 垄 断， 严 重 制 约了
双馈型风力 发电系统
电机转速高， 体 积 重 量 小; 变流器 中 仅流过转差功率， 容量小 无齿轮箱， 机械噪 声 小， 机组 寿命、 系
同步直驱型 风力发电系统
统效率和运行可靠 性高; 发电 机 通 过 变流器与电网隔离， 更容易实现低电 压穿越功能
megawatt 系列 发电 机转速 较 低， 转 矩 较 高，极 数 较 多， GE 公司 Multi导致体积较大; 变流器容 量 需 按 100 % 功 率选取 德国 Enercon E － 126 ( 6 ～ 7 MW) ABB PCS6000 ( 5 MW)
2011 年第 13 卷第 1 期
11
并控制输出功率因 数， 定 子 侧 变流器保 持 直 流 侧 电 。 压稳定
图1
电力电子技术与其他学科的交叉 Power electronics technology intersected by other subjects
Fig． 1
我国风电产业的发展。 近 年来， 国 内 在 兆瓦 级 风电 变流器的研发上也 取得了 较 大 进 展， 但还需接受用 户长期现场运行 的 考 验。 其 中， 由 海 军 工程 大学研 制的直驱型 2 MW 级全功率变流器已开始小批量 投 产， 合肥阳光、 金风科技等其他公司同类产品也正在 产业化过程之中。为应对风力发电的迅速发展和装 机容量的增长， 亟需 推进 我 国 风电 设 备 行 业 的 自 主 创新能力， 从而提高国产技术和装备的竞争能力。 文章针对两种 主 流风电 系统， 对 兆瓦 级 风力发 重点 分 析 了 直 驱 型 风力发电 电变流器进行了介绍， 变流器的控制、 设计及低电压穿越策略。
风力发电 在 过 去 的 10 年 间 一 直 作 为 世界 上 增 长最快的能源。作 为 世界 第 二 大 能 源 消 费 国， 我国 已将能源列为核心 发展 战略之 一， 国 家 能 源 委员 会 的成立意味着能源问题是涵盖国家各层面的战略问 题。在新能源战略规划中， 风力发电占有重要地位。 我国风能资源丰富， 第 四 次 全 国 风 能 资源 普查 的 阶 段性成果显 示， 不 包 括 青藏高 原， 我 国陆 上 50 m 高 70 m 高度 可 度风能资源潜在开发量为 23． 8 亿 kW， 110 m 可 以 达到 38． 04 亿 kW， 以达到 28． 5 亿 kW， 近 海 5 m 到 25 m 水 深 线 以 内 区 域 可 装 机 容 量 约 2 亿 kW 。 受传 统 石 化 能 源 价 格 上 涨 和 国 家 政 策 鼓 励 等 因 素 的 影响 ， 我国的风力发电行业也进入 2008 年 我 国新增 风 了 快 速 发展 时 期 。 数 据 显 示 ， 电 机组 5 130 多 台 ， 装 机 容 量 624 ． 6 万 kW ， 新增 2009 年 新 增 1 200 万 kW 装 机 增 长 率 为 89 % ， 风电 装 机 容 量 。 目前， 中国风电装机 总 容 量 已 连 续 5 年实现翻番， 并 跻身 全球 10 大 风 能 市场， 位列美 国和德国之后， 成为 全球 发展 速度 最 快 的风力发电 市场。 在 风电 装 机 容 量 快 速 增 长 的 同 时 ， 风电技术
2011 年第 13 卷第 1 期
， 容量为十几兆瓦 的 海上 风电 机组 也 已 见 诸 报
按照发电机转速 的 不同， 风电 系统 可 分 为 定 转 受限变转速和变 转速 3 种; 根 据 传 动 链 组 成， 风 速、 电系统可分为齿轮 箱 驱 动 型 和 直接 驱 动 型; 根 据 变 流器容量的不同， 分 为 部 分 容 量变流器风电 机组 和 全部容量( 全额) 变流器风电机组两类。 定转速和受限变转速发电只能在某一风速下工 作于最大出 力 点， 不能 实 现 最 大 风 能 的 抽 取， 效率 低， 且可靠性不高， 将逐步退出历史舞台。变速发电 采用同步发电机或双馈发电机， 风速变化时， 转速也 随之变化， 保证在不同风速下， 风轮机都工作在最高 效率点。通过电力电子变流器， 使电机接入恒频、 恒 压电网发电。目前 在 变 速 恒 频 技术 中， 双 馈 型 风力 发电系统和同步直驱型风力发电系统已成为主流。 2． 1 双馈型和同步直驱型风力发电系统的比较 典型的双馈型变速恒频风力发电系统包括多级 齿轮、 双馈感应发电机和 背 靠 背双 PWM 变流器 ( 见 图 2 ) 。双馈发电机定子侧直接 与电 网 连 接， 转子侧 通过背靠背双 PWM 变流器与电网连接， 其中转子侧 变流器调节转子的频率和转速， 实现变速恒频运行，