风力发电技术-第一章：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
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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
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风力发电基础知识
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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
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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
风力发电基础知识模板PPT课件
风力机的主要技术指标参数
① 风轮直径，通常风力机的功率越大，直径越大； ② 叶片数目，高速发电用风力机为2—4片，低速风力机大干4片； ③ 叶片材料，现代常采用高强度低密度的复合材料； ④ 风能利用系数，一般为0.15—0.5之间；
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⑤ 启动风速，一般为3—5m/s; ⑥ 停机风速，通常为15—35m／s; ⑦ 输出功率，现代风力机一般为几百
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1-2 风力发电设备
一、组成：风力发电机组包括两大部分；
➢ 一部分是风力机，由它将风能转换为机械能； ➢ 另一部分是发电机，由它将机械能转换为电能。
二、分类： 1）根据它收集风能的结构形式及在空间的布置，可分为水平轴式或垂直轴式。 2）从塔架位置上，分为上风式和下风式；
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直至MW级以上的风力发电机组按一定的阵列布局方式成群安装而组成的风力发电 机群体．称为风力发电场，简称风电场。 • 风力发电场属于大规模利用风能的方式，其发出的电能全部经变电设备送往大电网。
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二、风力发电场的风力发电机组排布
• 作用：合理地选择机组的排列方式，以减少机组之间的相互影响，风电场内 风力发电机组的排列应以风电场内可获得最大的发电量来考虑。
• 转子转速固定，风能利用率低，其转 速由齿轮箱传动比和发电机极对数决 定； • 转子电流产生的旋转磁场的转速高于 同步速运行； • 发电机定子直接与电网连接，启动时 产生很大启动电流，其配置启动装置。 • 从系统吸收大量无功，需配置无功补 偿装置。 • 结构简单，控制方便。
二、并网运行方式
作用：采用风力发电机与电网连接， 由电网输送电能的方式，是克服风的 随机性而带来的蓄能问题的最稳妥易 行的运行方式，同时可达到节约矿物 燃料的目的。
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。
3_风力发电技术课本知识点总结
第一章风及风能资源一、风的形成及影响因素1.风的产生：是由地球外表大气层由于太阳的辐射而引起的空气流动，大气压差是风产生的根本原因2.特性：周期性、多样性、复杂性3.风的分类：季风、山谷风、海陆风、台风、龙卷风二、风的测量1.风的测量包括风向和风速两种2.风向测量：风向测量是指测量风的来向风向测量装置：1)风向标：是测量风向最通用的装置，有单翼型、双翼型、流线型2)风向杆（安装方位指向正南）、风速仪（可测风向和风速，一般安装在离地面10米的高度）3.风向表示法：风向一般用16个方位表示，静风记为C。
4.风能密度:单位截面积的风所含的能量称为风能密度，常以W/m2表示。
三、风资源分布1.我国风资分布可划分为：风能丰富区、风能较丰富区、风能可利用区、风能贫乏区1)风能丰富区:有效风能密度＞200W/m2。
2)风能较丰富区：有效风能密度为150~200W/m2，3~20m/s风速出现的全年累计时间为4000~5000h。
3)风能可利用区：有效风能密度在50~150W/m2之间，3~20m/s风速出现时数约在2000~4000h之间。
4)风能贫乏区：该区风能密度低于50W/m2，全年时间低于2000h第二章风力机的理论基础一、贝兹理论二、翼型的几何参数三、风车理论四、叶素理论气动效率五、葛劳渥漩涡理论六、葛劳渥轴线推力和扭矩计算有限长的叶片，叶片的下游存在尾迹涡，主要有两个漩涡区：一个在轮毂附近，一个在叶尖。
漩涡诱导速度可看成以下三个漩涡系叠加的合速:①中心涡，集中在转轴上②每个叶片的边界涡③每个叶片尖部形成的螺旋涡七、风力机的相似特性相似准则：所谓模型与风力机实物相似是指风轮与空气的能量传递过程以及空气在风轮内向流动过程相似，或者说它们在任一对应点的同名物理量之比保持常数。
流过风力机的气流属于不可压缩流体，理论上应满足几何相似、运动相似和雷诺数相等。
对风力机而言，后一个条件实际做不到，故一般仅以前两个条件作为模型和风力机实物的相似准则，并计及雷诺数。
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。
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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。
第一篇：风电基础技术知识
第一篇：风电基础技术知识第一章风能资源概述第一节：风向与风速风是大气的运动。
气象学上一般把垂直方向的大气运动称为气流，水平方向的大气运动称为风大气的运动本质上是由太阳热辐射引起的。
因此，风能是太阳能的一种表现形式。
地球表面上，受太阳加热的空气较轻，上升到高空；冷却的空气较重，倾向于去补充上升的空气。
这就导致了空气的流动——风。
全球性气流、海风与陆风、山谷风的形成大致都如此。
风向与风速是确定风况的两个重要参数一、风向风向——来风的方向。
通常说的西北风、南风等即表明的就是风向。
陆地上的风向一般用16个方位观测。
即以正北为零度，顺时针每转过22.5°为一个方位。
风向的方位图图示如下。
二、风速风速——风流动的速度，用空气在单位时间内流经的距离表示，单位：m/s或km/h。
风速是表示气流强度和风能的一个重要物理量。
风速和风向都是不断变化的。
瞬时风速——任意时刻风的速度。
——具有随机性因而不可控制。
——测量时选用极短的采样间隔，如<1s。
平均风速——某一时间段内各瞬时风速的平均值。
如日平均风速、月平均风速等。
1、风速的周期性变化风速的日变化：一天之中，风速的大小是不同的：——地面（或海拔较低处）一般是白天风速高，夜间风速较低。
——高空（或海拔较高处）则相反，夜间风强，白天风弱。
其逆转的临界高度约为100~150m。
风速的季节变化：一年之中，风的速度也有变化。
在我国，大部分地区风的季节性变化规律是：春季最强，冬季次之，夏季最弱。
2、影响风速的主要因素垂直高度：由于风与地表面摩擦的结果，越往高处风速越高。
定量关系常用实验式表示：V=V0(H/H0)nV—高度H处的风速。
V0—高度H0处的风速，测得。
n—地表摩擦系数，或地表面粗糙度。
取值范围：0.1（光滑）~0.4（粗糙）。
地理位置海面上的风比海岸大，沿海的风比内陆大得多。
障碍物风流经障碍物后，将产生不规则的涡流，使风速降低。
但随着远离物体，这种涡流逐渐消失。
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。
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第一章：风力发电基本知识
2008.6.20
国内风电零部件主要厂商情况
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉
第一章：风力发电基本知识
2008.6.20
2013年中国累计风电装机分布示意图
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉
第一章：风力发电基本知识
南澳风电场图
辉腾锡勒风电场图
2008.6.20
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉
第一章：风力发电基本知识
（三） 我国风电产业政策
1. 《可再生能源法》
2006年颁布的《可再生能源法》允许多种投资主体进入可再生能 源领域，并且要求电网公司全额收购新能源发电量，从法律上为以 风电为代表的新能源快速发展提供了法律和政策保障。
2. 国产化率指标
国家发改委公布的《关于风电建设管理有关要求的通知》强调风电 设备国产化率要达到70%以上
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉
第一章：风力发电基本知识
2008.6.20
全球风电累计装机容量（1996-2013）
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉
第一章：风力发电基本知识
2008.6.20
全球风电新增装机容量 前十（截止2013.12）
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉
第一章：风力发电基本知识
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数，
2008.6.20
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第一章：风力发电基本知识
2.风的能量
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)
风能密度：单位时间内通过单位面积的风能 W＝1/2ρv3
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第一章：风力发电基本知识
2.中国风电的发展
截止2014年9月底，全国累计并网容量8497万千瓦，同比 增长22%；全国风电上网电量1060亿千瓦时，同比增长 7.6%；风电弃风电量86亿千瓦时，同比下降28.3亿千瓦 时；平均弃风率7.5%，同比下降3.36个百分点。
第一章：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。
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第一章：风力发电基本知识
4. 风向与风向频率
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。
丹麦Vestas 西班牙Gamesa 美国GE 德国Dewind
2008.6.20
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第一章：风力发电基本知识
2.国内厂商与市场
总览 风电场业主主要来自国营大型电力集团，如龙源、华能、北国电、国华、
华电国际、中电投等，另外有越来越多的民营企业参与投资风电场建设。 风力发电机组整机制造厂约29个。 零部件制造厂约30个。 进行过风电技术研究的高校和科研院所约12家。 专业研发中心2个。 风资源前期咨询单位约5家。 有能力进行风力发电机组整机及其零部件测试的机构约14家。
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：
Vn=V1(Zn/Z1)a
式中：Vn－Zn高度处风速（m/s）
V1－Z1高度处风速（m/s）
a－风切变指数
a＝ln(Vn/V1)/ln(Zn/Z1)
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。
目前风力机之最：为维斯塔斯（丹麦）和三菱重工合资企 业所生产的的V164-8.0，单机功率为8MW，风车直径为 177m，高131m。
2008.6.20
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第一章：风力发电基本知识
（一） 风电的发展
1.世界风电的发展
现状
2014年，全球风电新增装机容量51477MW，同比上升 44%，累计装机容量首次超过50GW门槛。
2008.6.20
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第一章：风力发电基本知识
国内风电设备厂商主要分为四种类型：
具有自主知识产权的企业
新疆金风科技股份有限公司、浙江运达风力发电工程有限公司、特变 电工沈阳工大风能有限公司
新近加入风电领域的中小企业
湘潭电机集团有限公司、中国东方电气集团东方汽轮机厂、广东明阳 风电技术有限公司等
第一章：风力发电基本知识
一. 风电的发展现状
起源：世界上第一台用于发电的风力机于1891年在丹麦建 成 。1986年5月，我国第一个并网风场建于山东荣成。
发展：风电技术经过20几年的开发日臻成熟，商业化机组 的单机容量从55 kW增加到6MW，风电成本从20美分/ （kW·h），持续下降到1.4美分/（kW·h），运行可靠性 和发电成本接近常规火电，迅速发展成为初具规模的新兴 产业。
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)。
2008.6.20
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第一章：风力发电基本知识
3.风速等级与风速频率
风力等级 风速（m/s） 风力等 级
0
0.0～0.2
9
1
0.3～1.5
10
2
1.6～3.3
11
3
3.4～5.4
5. 《国务院关于加快振兴装备业的若干意见》
提出大力发展大功率风力发电机等新能源装备，将大型清洁高效发 电装备列为国家重点发展的16个重大技术专项之一
2008.6.20
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第一章：风力发电基本知识
二. 风能与风力资源
（一）风能基本知识
1.风的特性
风的方向不定、大小多变。
12
4
5.5～7.9
13
5
8.0～10.7
14
6
10.8～13.8
15
7
13.9～17.1
16
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8
华北1电7力大.2学～电气2与电0子.7工程学院 刘其1辉7
风速（m/s）
20.8～24.4 24.5～28.4 28.5～32.6 32.7～36.9 37.0～41.4 41.5～46.1 46.2～50.9 51.0～56.0 56.1～61.2
风力发电技术
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第二章 风力发电基本知识
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第一章：风力发电基本知识
纵览
风电的发展现状 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
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第一章：风力发电基本知识
三. 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。
2008.6.20
全球风电累计装机容量 前十 （截止2013.12）
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉
第一章：风力发电基本知识
发展趋势与预测
世界风电在加速发展，年新增装机市场将会以6-10% 的增长速度持续 到2018 年。累计装机容量在五年期末将翻番，从2013 年的300GW 增加至2018 年的600GW。
2014年中国风电新增装机容量2335.05万千瓦，比2013年 增长45.1%，累计装机容量1.1476339亿千瓦，同比新增 25.5.%，成为全球装机规模最大的国家。
风电业界普遍认为，风电行业未来将进入稳定增长的新常 态，今后五年，每年新增装机容量或将至少达到2000万千 瓦。
2008.6.20
涉足风电领域的国家大型企业
保定天威风力发电设备制造公司、上海电气集团股份有限公司、大连 重工•起重集团、北京北重汽轮机有限责任公司等
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第一章：风力发电基本知识
2008.6.20
2014年中国风电整机企业新增装机排名（不含台湾省）
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉
预计到2018 年，欧盟风电发展有望实现68GW 的新增装机容量。 墨西哥的能源改革对于其风电产业来说，意味着到2024 年前每年装
机容量实现2GW。 在巴西，目前政府招标项目到2018 年还有约10GW 的项目容量。 未来五年内，风电市场的增长将集中在亚洲，拉丁美洲和非洲。
2008.6.20
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。
2008.6.20
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第一章：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。
第一章：风力发电基本知识
据中国气象科学院预测，我国经济可开发风 能资源为：