风力发电机及风力发电控制技术综述 姜礼龙
风力发电及其控制技术分析
风力发电及其控制技术分析1. 引言1.1 背景介绍风力发电是指利用风能驱动风机转动发电机产生电能的一种可再生能源发电方式。
随着全球环境污染问题日益严重，清洁能源逐渐成为人们关注的焦点。
风力发电具有资源丰富、环保无污染、成本低廉等优势，逐渐成为主要的清洁能源之一。
中国是世界上风力发电装机容量最大的国家，风力发电技术也在不断创新和发展。
风力发电技术的发展，控制技术的精进是其中至关重要的一环。
风力发电的控制技术涉及到风机的启停控制、输出功率控制、安全保护等多个方面，对于提高风力发电系统的效率和可靠性起着至关重要的作用。
在当前清洁能源发展的大背景下，深入研究风力发电及其控制技术，分析其现状及发展趋势，对于促进清洁能源的发展具有重要意义。
本文旨在通过对风力发电及其控制技术的分析，探讨风力发电系统的优化方向，为我国清洁能源的发展提供参考，促进风力发电技术的进步和应用。
1.2 研究意义风力发电作为清洁能源的重要形式，具有环保、可再生、经济等优点，对于减少人类对传统化石能源的依赖，减少温室气体排放，推动可持续发展具有重要意义。
风力发电不仅可以提高能源利用率，还可以减轻对环境造成的污染和破坏，对保护地球生态环境具有重要的意义。
风力发电技术的研究意义不仅在于推动清洁能源产业的发展，也在于提高我国能源供给结构的合理性和健康性，促进可再生能源的广泛利用。
风力发电技术的研究还可以促进我国科技进步，提高我国在清洁能源领域的国际竞争力，为我国经济社会可持续发展作出更大的贡献。
深入研究风力发电技术，提高风力发电系统的效率和可靠性，探索风力发电系统的优化方案，对于实现我国能源转型，推动清洁能源产业发展，具有重要意义。
【2000字】1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨风力发电及其控制技术在能源领域中的应用，分析当前风力发电系统存在的问题和挑战，探索解决方案和优化策略。
通过研究目的，我们可以更好地了解风力发电原理和技术现状，为提高风力发电系统的效率和稳定性提供理论支持和技术指导。
风力发电及其控制技术分析
风力发电及其控制技术分析
风力发电是一种利用风能来产生电力的可再生能源技术。
它是一种环保、清洁、低污
染的能源生产方式，可以有效地减少非可再生能源的消耗，同时也可以降低二氧化碳等污
染气体的排放，对环境保护具有极大的意义。
风力发电技术包括风机、变流器、控制系统等多个组成部分。
风机一般由叶片、风轮、主轴、变速器、发电机、塔架等部分组成。
变流器主要用来将风机产生的交流电转换成直
流电。
控制系统则是整个系统的核心部分，它通过对风机的控制实现了对风力发电系统整
体的运行控制和风机转速的调节，从而实现了发电效率的最大化。
在风力发电系统中，控制系统的设计对于系统的性能和安全运行具有至关重要的作用。
在设计控制系统时，需要考虑风机的转速控制、风机负荷分配、电网连接与功率平衡、系
统的故障诊断等多个方面。
其中，风机转速控制是控制系统设计的重点和难点之一，可以
通过控制电机转矩、检测风速变化等多种方式来实现。
除了风力发电控制系统之外，还有一些与之相关的控制技术，例如风力发电场的无人
机巡航控制、风机桨叶的变形控制等，都是为了提高风力发电系统的效率和可靠性而不断
发展完善的。
风力发电系统运行控制技术综述
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械 能转 化 为 电能；变 流设 备将 发 电机发 出 的频率 幅 值 随风 速波 动 的交流 电转 化为 与 电网 电压 同频 同幅
Ａｂ ｔ ａ ｔＷ ｉ ｄ ｅ ｅ ｇ ｓ ａ ｋ ｎ ｆ ｃｅ ｒ ｎ ｗ ｅ ｅ ｇ ，Ｓ ｈ ｔ ｄ ｆ ｈ ｗ ｏ ｕ ｅ ｔ ｔ ｒ ｖｄ ｌ ｃｒｃ ｐ ｗ ｒ ｈ ｓ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｎ ｒ ｙ ｉ ｉｄ ｏ ｌ ａ ｅ ｎ ｒ ｙ Ｏ ｔ ｅ ｓｕ ｙ ｏ ｏ ｔ ｓ ｉ ｏ ｐ ｉ ｅ ｅ ｅ ｔ ｏ ｅ ａ ｏ ｉ ｒ ｍａ ｋ ｂ ｅ ｓ ｎ ｆ ａ ｃ ．Ｔ ｅ ｏ ｅ ａｉ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ａ ｅ ｙ ｏ ｈ ｉ ｄ ｐ ｗｅ ｙ ｔ ｍ ｋ ｓ ｇ ｅ ｔ ｓ ｎ ｅ ｔ ｈ ｙ ｔｍ＇ ｅ ｒ ａ ｌ ｉ ｉ ｃ ｎ ｅ ｈ ｐ ｒ ｔ ｏ ｔｏ ｔ ｔ ｇ ｆ ｔ ｅ ｗ ｎ ｏ ｒ ｓ ｓｅ ｍａ ｅ ｒ ａ ｅ ｓ ｏ ｔｅ ｓ ｓｅ ｓ ｇ ｉ ｏ ｒ ｅ ｉ ｉｎ ｙ ｓ ｃ ｒ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｑ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｅｅ ｔ ｃ ｐ ｗ ｒ ｄ ｌ ｅ ｅ ｏ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔ ｃ ｐ ｗｅ ｆ ｃｅ ｃ ， ｅ ｕ ｔ ｎ ｈ ｕ ｌ ｙ ｏ ｌｃ ｒ ｏ ｅ ｅ ｉ ｒ ｄ ｔ ｈ ｌ ｃｒ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｉ ｖ ｉ ｄ Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｗｏ ｋ ｎ ｓ ｏ ． ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｔ ｉｄ ｆ
风力发电技术综述
网络高等教育本科生毕业论文（设计）题目：风力发电技术综述学习中心：层次：专科起点本科专业：电气工程及其自动化年级： 2012 年秋季学号：学生：指导教师：完成日期： 2012 年月 1日内容摘要风能是一种清洁、实用、经济和环境友好的可再生能源，与其它可再生能源一道，可以为人类发展提供可持续的能源基础。
在未来能源系统中，风电具有重要的战略地位。
人类利用风能已经有数千年历史，现代风电研究与开发也有30多年的历史。
许多国家投入了大量人力、物力对风力发电进行长期研究，这些研究成果使风力发电技术不断得到提高。
风电开发多年来一直保持很高的增长速度，近几年中国的风电装机容量几乎以每年翻一番的速度迅猛发展。
由于风力发电使用的一次能源——风能具有能量密度低、波动性大、不能直接储存等特点，风力发电领域仍然有许多问题需要进一步深入研究。
本论文从全球视角出发，介绍了风能的作用及优缺点，世界风力发电应用现状与前景，世界各国风力发电应用进展、风力发电设备，中国风力发电的特点及发电状况，风力发电应用进展和展望等内容。
关键词：风能；再生能源；风力发电目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.2.1 国外风力发电发展现状 (2)1.2.2 我国风力发电发展现状 (2)1.3 本文的主要内容 (3)2 风力发电机 (5)2.1传统的风力发电机 (5)2.1.1 笼型异步发电机 ................................................... 错误!未定义书签。
2.1.2 绕线式异步发电机 ............................................... 错误!未定义书签。
2.1.3 有刷双馈异步发电机 ........................................... 错误!未定义书签。
风力发电及其技术发展综述
风力发电及其技术发展综述摘要：风能，作为最为成功的可再生能源，其凭借现有科技水平成为发展最快的清洁能源技术。
随着全球风电的迅速发展，我国也在大力发展风电市场。
本文描述了目前风力发电系统的性能特点和结构形式，并对国内风力发电的现状和世界风力发电的趋势进行了必要的阐述。
同时针对我国大型风电机组的发展状况，指出了大规模发展风电，需要面临的主要问题与挑战。
关键词：风力发电机组；风力发电系统；发展趋势；面临问题1风能利用潜力风能是地球上重要的可再生能源之一，它具有储藏量巨大、可在生、分布广、无污染的特性，是我国乃至世界可再生能源开发利用的重点。
目前，风力发电是风能利用的主要形式，受到各国的高度重视，并且正在飞速发展与热力发电设施有所区别，风力发电不需冷却水，使用风力发电可是公用水系统用水减少17%，等价于不需在建设80GW新的燃煤电厂。
风力发电无需燃烧燃料，更不会产生辐射和空气污染；另外，从经济的角度讲，风力仪器要比太阳能仪器便宜90%多。
我国风能储量相当大，分布面广，甚至比水能还丰富。
合理利用风能，既能解决目前能源短缺的压力，又能解决环境污染问题。
风能还是极为清洁高效的能源。
每10MW风电入网可节约3.73t煤炭，同时减少排放粉尘0.498t、CO29.35t、NOX 0.049t和上SO2 0.078t。
例如，2000年，我国风力发电9.65亿千瓦时，共节煤35万t；2002年德国风力发电170千瓦时，节煤442万t，减少CO2排放1428万t。
我国能源资源虽然丰富但是人均资源先对匮乏，远低于世界平均水平。
2000年全国人均煤，石油，天然气可采储量与人均水电资源占世界平均值的55.4%、11.1%、4.3%和70%。
随着我国经济的快速发展，能源瓶颈对经济发展的制约越来越明显。
预计我国国内能源供应的缺口量，在21世纪初期将超过100Mt标准煤，2030年为250Mt标准煤，到2050年为460Mt标准煤，大约占年供应需求量了10%，因此未来我国能源供应形势不容乐观。
风力发电系统控制策略研究综述
风力发电厂中对风轮控制策略
生热 故障 ， 影 响 系统 的运行 ； ③保护 系统 和控制 电路误 动作 ， 传感器 测
风 轮承 担着将 风能 转化 为系统 的机 械能 ， 它是 整个系统 的能 量 的 量不准 确 ； ④谐波会 使有些 电子设 备毁 坏 ， 造成损 失 。 为了减少 谐波 带 输入 ， 风轮 同样也 能够 改变能 量输 入烦 人多少， 我们通 过控 制风轮 ， 来 来 的危害 ， 总 结了— 下几条方法 ， 来减少或 者消除 谐波 ： ①使用 电力设备 达 到对系统的控 制。 根据 公认 的贝兹理论 ， 实际上风 能转化 为 电能 的比 如 使用电力变流 器， 产生不同的相 位与谐波 抵消 ； ②谐波会 增加 无功 功 例 最多能够达 到５ ９ ． ３ ％。 风力发 电系统要达 到最大 的转 化率 ， 首先要 保 率 ， 我们采 取调 整 电容器 组 的方法 来改 变的 无功输 ， 从而 减少 谐 波危 证 风能在 获取过称 中最小的消耗 。 对于风轮 单方面来说 ， 获得最大功率 害 ； ③在连接方 式上尽量采 取三角形联结 方式 ， 这样可 以有 效的减 少谐 的 控制方法主要 有三种 ： 波 的进入 ； ④选 用合适 的滤波器也可以有效的减 少谐波 。 １ ． 叶尖速 比（ Ｔ Ｓ Ｒ ） 控 制。 叶尖 速就 是指风 轮最 外边 缘 ， 也就 是风 叶 ２ ． 电网中的无功功率消耗都 是由于感 性元件 的存 在 ， 但是 由于感性
方便 的实现 对系统的最 大功率控制 。 在 整流器的运 行过程 中， 对其进行 矢 量控 制 ， 就可以实现 有功 、 无 功功率 之间的解耦 ， 从而就 可以得到符
风能 属于可再 生能源 ， 分布较 为广泛 ， 并且利 用时不会对 自 然环 境 合实际需 求的 无功功率 ， 同时 ， 还能够 最大程 度的输 出有功 功率 。 设 置 造成伤害 ， 其作为替代 能源的 意义就 更加突 出。 风 力发电的研 究涵盖面 直 流环节 的最终实现 系统 无功与有功功 率的调节 工作 。 较 共可 以控制 的对 象主 要是风 叶、 发 电机 的制造 ， 以 及对风 电系统 三． 风 能 发 电中的谐 波 消 除与 无功 功 率补 偿 控制策 略等 ， 为了使风 力发电达 到最优的 控制效 果 ， 需要考虑 许多方面 １ ． 我们需要在发 电过程中尽可 能的减 少谐 波的存在 ， 谐波会 使电能 因素 ， 问题也 就 比较 复杂 。 风 力发 电系统 的 控制 策略 主要 从风 轮 的控 质量 的整体下 降， 会 影响 电的电压 ， 频率 ， 会使无功 功率 与有功 功率 的 制、 发电机 、 与变流 环节 中整流 器和逆变器 变压器 的控制 及风 力发 电系 不平 衡 ， 使 功率 因数降 低 在实 际过程 中谐波 会造成 影 响 ： ①使 发 电机 统无功 补偿等几个方面 来进行研究 。 的铜 损和铁损 增加 ， 发 电机发生 超 同步谐 振 ； ②会 导致各种 电力设备发
风力发电机及风力发电控制技术综述
风力发电机及风力发电控制技术综述发布时间：2021-05-28T01:01:49.955Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第4期作者：李春会刘栋[导读] 指出在保证风电控制系统快速，稳定，精确的基础上，综合考虑系统指标，载荷状况，控制成本，研究自主可靠的控制策略是有意义的。
中广核新能源控股有限公司内蒙古分公司内蒙乌兰察布 013550摘要：风力发电系统的复杂非线性动力学特性对控制系统设计和实现提出了高要求.本文从风电机组控制系统构成，动力学特性及控制方案设计等方面综述了国内外研究进展，结合我国大型风电机组国产化进程，探讨了未来风电控制技术的发展趋势，指出在保证风电控制系统快速，稳定，精确的基础上，综合考虑系统指标，载荷状况，控制成本，研究自主可靠的控制策略是有意义的。
关键词：风力发电机；风力发电；控制技术分析引言当前我国发电技术不断进步，可以对天然能量进行有效应用，将其转化为电能，最终实现资源可再生，其发电包括了火力、水力和风力等多种发电技术，而风力发电属于我国应用最多的一种发电技术，风具有很强的可利用性。
因此为了使风力能源得到充分利用，我国风力发电技术得到了快速的发展，对我国风力发电厂建设起到了极大的促进作用，同时积极影响了我国的整体电网技术系统。
1、风力发电机组工作流程我国已经是一个集工业和制造业于一体的大国，其能源消耗量远大于其他国家。
在全球气候变暖的大背景下，能源成为限制我国经济发展的瓶颈之一，如何利用新能源技术补充和逐步代替化石能源变得十分重要。
风力发电场一般是由许多大型风力发电机组构成，就目前设施配置情况而言，常见的风力发电机组由风力机、传动、制动、变桨距系统、发电机以及电子控制系统组成。
风力发电机组的工作原理，将捕获的风能转换为机械能，之后转换为电能进行有效输出。
首先是风机叶片需通过大于3m/s风带动，发电机内部线圈做切割磁感线运动，进而可产生感应电流，储能装置用电能的形式进行储存。
风力发电机组控制技术
故障诊断与保护
实时监测风力发电机组的运行 状态，发现异常情况及时采取 保护措施，避免设备损坏。
控制策略的分类
直接控制策略
通过控制器直接调节执行 器，实现风能的最大捕获 和稳定运行。
优化控制策略
根据风能参数和机组状态， 优化控制目标，实现最优 控制效果。
智能控制策略
利用人工智能和机器学习 技术，实现自适应和学习 型的控制方式。
03
风力发电机组控制技术
风速控制技术
风速控制技术
通过控制风力发电机组的叶片 角度和转速，实现风能的捕获
和利用。
风向标控制
利用风向标传感器监测风向变 化，自动调整叶片角度，以适 应不同风向。
变速控制
根据风速的变化，自动调整发 电机组的转速，实现最佳功率 输出。
偏航控制
通过偏航系统自动对准风向， 提高风能利用率和发电效率。
偏航控制技术
自动对准风向
通过偏航系统自动调整机组的朝向，使叶片 始终对准风向。
风向变化跟踪
根据风向变化自动调整机组的朝向，提高风 能利用率。
减小振动
通过偏航控制减小机组的振动，提高机组的 稳定性和寿命。
安全保护
在机组出现异常时，偏航系统可自动停机并 报警。
液压与制动控制技术
液压系统控制
通过液压系统实现对机组各部件的精 确控制，确保机组的稳定运行。
参数匹配问题
不同型号和规格的发电机组需要匹配 不同的控制系统参数。解决方案包括 根据实际情况调整控制参数，以及采 用智能优化算法进行参数优化。
维护与保养的问题及解决方案
维护成本高昂
风力发电机组通常安装在偏远地区，维护成本较高。解决方案包括采用远程监 控技术，定期进行远程检查和维护，以及优化维护计划以降低成本。
风力发电原理(控制)教学课件
机舱
包含发电机和齿轮箱， 用于将风轮的机械能转
换为电能。
塔筒
支撑整个风力发电机组 ，提供所需的高度以捕
获更多风能。
控制系统
监控风力发电机组的运 行状态，确保其安全、
高效地运行。
风力发电机的工作原理
01
02
03
04
风能捕获
当风吹过风轮叶片时，叶片的 翼型剖面产生升力，使叶片旋
转。
机械能转换
风轮通过主轴和齿轮箱将旋转 的机械能传递给发电机。
生命周期成本
包括初始投资、运营和维护成 本在内的总成本。
03
CATALOGUE
控制系统的基本原理与技术
控制系统的基本概念与组成
控制系统定义
控制系统是一种通过输入、处理和输出等环节，实现某一特定目 标的闭环系统。
控制系统组成
控制系统通常由传感器、控制器、执行器和被控对象等部分组成。
控制系统的基本功能
风力发电机组的维护与检修
日常维护
定期检查风电机组及相关设备的运行状态，及时 发现并处理潜在故障。
定期检修
根据设备运行状况和维修周期，进行全面的检查 、测试和维修，确保设备正常运行。
备件管理
建立完善的备件管理体系，确保备件供应及时、 充足，降低设备维修成本。
风力发电与其他可再生能源的互补利用
风光互补
利用风能和太阳能的互补性，合理配置风光发电机组，提高能源 利用效率和可靠性。
多能互补
结合风能、太阳能、水能等多种可再生能源，构建多能互补发电 系统，实现能源的多元化和稳定性。
区域能源互联
加强区域内的能源互联互通，优化能源资源配置，提高可再生能 源的消纳能力和能源利用效率。
06
风力发电基础理论——风力发电综述2
目前，全球风电场中安装的大型风电机组，绝
大多数是水平轴、三叶片、上风向、锥管式塔架、
变桨变速型风电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ组，其他形式的机组较少见到。
风电界在总的层面上对风电技术的认识不再有大的
分歧，集中力量向大型化、高质量和高效率方面发
展。
1.3.1单机容量持续增大
1
最近几年，各种大型风电机组不断出现并得到迅速推广应用 。1982年，风电机组的平均功率为55kW，风轮直径为15m， 轮轂高度25m；1992年，风电机组发展到300kWW，风轮直径 30m，轮毂中心高度40m；1997年以后， 600k W机组成为主 流机型，轮直径45m，轮毂中心高度6om。 1999年以后，大量单机容量在1000kW成1000kw 以上 的机型进入了风电市场，当年风电市场上，兆瓦机组市 场占有率为27．4％，2002年开发出2500kW风电机组 ，风轮直径为80m，轮毂中心高度达100m。
1.3.2 从定桨距（失速型）到变浆距
失速型调节方式和变桨距调节方式曾经是风电 机组的两种主要功率调节方式。采用失速型调节 方式的风电机组的叶片与轮轂固定连接，不能绕 其轴线转动，功率调节通过叶的自身的失速特性 实现。这种方式有结构简单、故障率低的优点， 一度在风电机组中很受欢迎，得到普遍采用。其 缺点主要是风电机组的性能受叶片失速性能的限 制，额定风速较高，在风速超过额定值时发电功 率有所下降。另一个缺点是叶片形状和结构复杂， 重量大，引起风轮转动惯量大，在研制大型风电 机组时更为突出。
国内外风电设备制造商目前开发的大型风电机组
1 机头重量
在大型兆瓦级机组研发过程中出现了不同 的技术路线，机组结构不同，设备重量也迴 异。欧洲 Repower的5M、德国 Enercon公 司的E-112和Bard公词的VM属于偏重的机型 ，5M和VM的机头（机舱加风轮）重量为 415～420t，而E-112的机头重量超过500t。 当然，这3个机型是作为5MW以上系列的基 础机型研发的，有较多安全设计裕度，在完 成测试后用于更大风轮和容量升级。
风力发电机及风力发电控制技术研究
风力发电机及风力发电控制技术研究摘要：能源和环境是21世纪人类面临的重大问题,面对有限的,不断减少的自然资源,全球都在高度关注再生资源,并致力于研究相关技术.我国的地理特点决定了风能具有很大的开发潜力.文章分析了常用的风力发电控制技术,希望能够为风力发电机的相关研究提供技术支持关键词：风力发电；发电控制技术；智能控制；变桨距控制引言风力发电是一种新型的能源发电方式，通过风力发电机与风力发电控制技术的有效应用可以推动风力发电智能控制系统的建设，进而在我国的能源利用事业上起到重要的推动作用，推动其社会经济、环保价值的提高，有效的实现对发电效果与发电质量的控制。
一、风力发电机及风力发电控制技术理念概述（一）风力发电机（1）传统风力发电机笼型异步发电机属于传统发电机中最为常用的一种，其工作原理是使用用于无功功率补偿的电容器，以与同步速度平行的恒定速度运行，使用恒定上升攻击或有源信息亭刀以及与一速或两速发电机一起工作。
绕线式异步发电机是基于电机转子由一个外部可变电阻组成，其工作原理是通过电力电子设备调节转子电路的电阻，以调节发电机的滑差速度，使发电机的滑差频率提高10％，可以实现有限的工作变速。
为了降低异步发电机网络中功率转换器的功率，在风力发电系统中广泛使用双电源异步发电机，并且可以通过控制转差频率来实现对发电机双馈速度的控制。
然而，这种类型的发动机具有电刷结构，该电刷结构的可靠性可忽略不计并且需要频繁维护，使其不适合在环境非常恶劣的风力涡轮机发电系统中运行。
（2）新型风力发电机新型发电机是近些年来风力发电机技术改进后的新型装置设备，比较有代表性的就是开关磁阻发电机，开关磁阻发电机基于其简单的结构与高能量密度的影响，有着较好的过载能力与动静态性，可以更好的保证其可靠性与效率。
无刷双馈异步发电机是基于对电刷取消只有实现的电磁调节效果，可以有效调节速度，永磁无刷直流发电机可以将二极管与直流单波绕组进行连接，效率更高，寿命更长。
风力发电及其关键技术探讨
风力发电及其关键技术探讨【摘要】风力发电作为清洁能源之一，在当前能源结构调整中发挥着重要作用。
本文首先介绍了风力发电的发展历程，从早期的风车到现代风力发电机组，展现了其技术进步和广泛应用。
接着详细介绍了风力发电的工作原理和机组结构，以及其关键技术，如叶片设计、控制系统等。
最后探讨了风力发电的未来发展趋势，包括提高效率、降低成本、智能化等方向。
结论部分强调了风力发电的重要性，指出面临的挑战和技术发展的必要性，同时强调了其可持续发展的重要性。
风力发电不仅是一种清洁能源，也是未来能源发展的重要方向，需要不断创新和完善技术，实现可持续发展。
【关键词】风力发电、关键技术、发展历程、原理介绍、机组结构、未来发展趋势、重要性、技术挑战、可持续发展1. 引言1.1 风力发电及其关键技术探讨风力发电是利用风能转换成电能的一种清洁能源，被广泛应用于全球各地。
随着能源需求的增长和环保意识的提高，风力发电在能源领域的地位愈发重要。
本文将探讨风力发电的发展历程、原理介绍、机组结构、关键技术以及未来发展趋势。
通过对风力发电技术的研究和讨论，希望能更好地了解和推动风力发电的发展，为解决能源问题和保护环境做出贡献。
风力发电的发展历程可以追溯到几千年前的古代，但真正投入商业应用的风力发电机出现在19世纪末期。
随着技术的不断进步，风力发电机组的效率和功率也得到了显著提升。
目前，风力发电已经成为可再生能源中的重要组成部分。
风力发电的原理是利用风力带动风轮转动，进而驱动发电机发电。
风力发电机组由风轮、发电机、塔架等部分组成，其中风轮的设计和材料选择对整个系统的性能影响尤为重要。
风力发电机组的关键技术包括风轮设计优化、发电机效率提升、控制系统稳定性等方面。
这些技术的不断创新和改进，将推动风力发电行业的发展和壮大。
未来，随着科技的发展和社会的需求，风力发电有望迎来更大的发展空间。
通过持续创新和合作，风力发电将成为更干净、更高效的能源形式，为人类可持续发展提供重要支持。
风力发电的技术综述
风力发电的技术综述随着社会经济的全面发展，在当今社会能源中，煤炭、天然气等一些传统的能源正在大量的减少，这些都属于不可再生能源。
人们开始逐步探索新型能源物质，找出可以去到这些传统能源的新能源。
就风能来说，属于一种潜力比较大的新能源。
到目前为止，很多国家都对风力发电有了一個比较清醒的认识。
本文主要对风力发电的技术进行了简要分析。
标签：风力发电;原理;技术引言：近年来，我国经济飞速的发展，在整体经济发展的同时，能源也在不断地快速消耗，随着我国对能源需求不断提高，特别是对于电力需求的增长，使我国电力事业需要不断的加强供电工作，提高供电能力，保证我国发展的基础能源需求。
风力发电技术目前较为成熟，具有很好的商业化前景，在目前传统能源紧缺的情况下，风力发电受到了极大关注。
一、风力发电的原理风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，驱动发电机发电。
最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成。
空气流动的动能作用在叶轮上，推动叶轮旋转，将动能转换成功、机械能，叶轮的转轴与发电机的转轴相连，带动发电机发电。
20世纪，现代风机增加了齿轮箱、偏转系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。
齿轮箱可以将很低的风轮转速变为很高的发电机转速，同时也使得发电机易于控制，实现很稳定的频率和电压输出。
偏航系统可以使风轮扫掠面总是垂直于主风向，风轮沿水平轴旋转，以便产生动力。
在变桨距风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心旋转，以便适应不同的风况。
在停机时，叶片尖部甩出，以便形成阻尼，液压系统就是在调节叶片桨距、阻尼、停机、刹车等状态下使用。
控制系统是现代风力发电机的神经中枢，现代风机是无人值守的：风机的控制系统根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网，对出现的任何异常进行报警，必要时停机。
从风力发电的原理中不难看出，风力发电与风能是密切相关的，因此只有对风能的深入理解，才能更好地理解风力发电技术，在风力发电投入运行之前及运行过程中，不得不考虑风速、风能、风速等级与风速频率、风向等等关于风的因素，因为风具有一定的多变性和不定性，随时都发生着变化，但也不是没有规律可循，因此对风的环境的关注分析是必不可少的。
《2024年海上风电场运行控制维护关键技术综述》范文
《海上风电场运行控制维护关键技术综述》篇一一、引言随着全球能源结构调整与环境保护意识的日益增强，海上风电作为清洁、可再生的能源，得到了迅速的发展与推广。
海上风电场作为未来风电发展的重点方向，其运行控制与维护技术的关键性不言而喻。
本文将针对海上风电场的运行控制维护的关键技术进行概述与评价，为进一步的技术研究与工程应用提供参考。
二、海上风电场概述海上风电场具有广阔的资源储备和稳定的发电环境，对于解决沿海地区电力需求具有重要价值。
但同时，海上风电场面临着海洋环境复杂、运行条件恶劣等挑战，其运行控制与维护技术的要求也远高于陆地风电场。
三、运行控制关键技术（一）风电机组控制技术风电机组是海上风电场的核心设备，其控制技术直接关系到风电场的运行效率与安全性。
现代风电机组控制技术采用了先进的控制系统和算法，能够根据风速、风向等环境因素实时调整风机的运行状态，实现最大风能捕获和安全运行。
（二）电网接入与调度控制技术海上风电场的电网接入与调度控制是实现大规模电力输送与利用的关键技术。
该技术包括优化接入方式、保障电力稳定输送和实施电网调度管理等多个环节，以确保电力资源的有效利用和电网的稳定运行。
四、维护技术及其要点（一）日常监测与预警系统为实现对海上风电场的远程管理与故障预警，需要建立日常监测与预警系统。
该系统能够实时监测风电机组的运行状态、海洋环境等因素，对潜在的运行风险进行预警，以便及时采取维护措施。
（二）故障诊断与修复技术针对海上风电设备的复杂性和多样性，需要采用先进的故障诊断与修复技术。
这些技术包括基于传感器的实时监测、基于数据分析的故障诊断和远程修复指导等，能够快速定位故障、减少停机时间并提高维护效率。
（三）远程维护与管理技术由于海上风电场地理位置的特殊性，远程维护与管理技术在确保风电场稳定运行中起着重要作用。
通过远程监控系统，管理人员能够实时掌握风电场的运行情况，及时采取维护措施。
同时，通过建立完善的管理制度和技术标准，能够确保维护工作的有序进行和设备的安全运行。
《2024年海上风电场运行控制维护关键技术综述》范文
《海上风电场运行控制维护关键技术综述》篇一一、引言随着全球对可再生能源的日益关注和需求增长，海上风电作为清洁、可持续的能源供应方式，正逐渐成为世界各国能源战略的重要组成部分。
海上风电场的建设与运行不仅需要强大的风力资源作为支撑，更需要先进的技术手段来确保其稳定、高效的运行。
本文将重点对海上风电场运行控制维护的关键技术进行综述，探讨其发展现状与未来趋势。
二、海上风电场概述海上风电场是指将多个风力发电机组安装在海上的大面积区域，通过风力发电来满足电力需求。
与陆地风电相比，海上风电具有风速高、风力稳定、环境干扰小等优势，但同时也面临着海洋环境复杂、维护困难等挑战。
因此，对海上风电场的运行控制维护技术要求较高。
三、海上风电场运行控制关键技术1. 远程监控与数据传输技术远程监控与数据传输技术是实现海上风电场高效运行的基础。
通过安装传感器和监控系统，实时监测风电机组的运行状态、环境参数等数据，并将这些数据传输至岸上监控中心进行分析和处理。
此外，利用卫星通信、无线通信等技术手段，实现远程控制和故障诊断，提高风电场的运行效率。
2. 智能控制技术智能控制技术是提高海上风电场运行稳定性的关键。
通过引入人工智能、机器学习等技术手段，对风电机组的运行状态进行预测和优化，实现自动调节风电机组的运行参数，以适应不同的风速和环境条件。
此外，智能控制技术还可以实现多台风电机组的协同控制，提高风电场的整体运行效率。
四、海上风电场维护关键技术1. 定期检查与维护技术定期检查与维护是确保海上风电场正常运行的重要措施。
通过对风电机组进行定期检查，发现潜在的安全隐患和故障，及时进行维修和更换部件，确保风电机组的正常运行。
此外，还需要对海上风电场的电缆、基础结构等进行定期检查和维护，确保其结构安全和电气性能稳定。
2. 故障诊断与修复技术故障诊断与修复技术是提高海上风电场维护效率的关键。
通过引入先进的故障诊断技术和算法，快速准确地判断出故障的原因和位置，为修复工作提供依据。
风力发电控制技术
风力发电及其控制技术摘要: 风力发电是将风能转换成电能，风能推动叶轮旋转，叶轮带动转动轴和增速机，增速机带动发电机，发电机通过输电电缆将电能输送地面控制系统和负荷。
风力发电技术是一项多学科的，可持续发展的，绿色环保的综合技术。
风力发电系统中的控制技术和伺服传动技术是其中的关键技术，这是因为自然风速的大小和方向是随机变化的，风力发电机组的切入（电网）和切出（电网）、输入功率的限制、风轮的主动对风以及对运行过程中故障的检测和保护必须能够自动控制。
同时，风力资源丰富的地区通常都是海岛或边远地区甚至海上，分散布置的风力发电机组通常要求能够无人值班运行和远程监控，这就对风力发电机组的控制系统的可靠性提出了很高的要求一、风电控制系统简述风电控制系统包括现场风力发电机组控制单元、高速环型冗余光纤以太网、远程上位机操作员站等部分。
现场风力发电机组控制单元是每台风机控制的核心，实现机组的参数监视、自动发电控制和设备保护等功能；每台风力发电机组配有就地HMI人机接口以实现就地操作、调试和维护机组；高速环型冗余光纤以太网是系统的数据高速公路，将机组的实时数据送至上位机界面；上位机操作员站是风电厂的运行监视核心，并具备完善的机组状态监视、参数报警，实时/历史数据的记录显示等功能，操作员在控制室内实现对风场所有机组的运行监视及操作。
风力发电机组控制单元（WPCU）是每台风机的控制核心，分散布置在机组的塔筒和机舱内。
由于风电机组现场运行环境恶劣，对控制系统的可靠性要求非常高，而风电控制系统是专门针对大型风电场的运行需求而设计，应具有极高的环境适应性和抗电磁干扰等能力。
风电控制系统的现场控制站包括：塔座主控制器机柜、机舱控制站机柜、变桨距系统、变流器系统、现场触摸屏站、以太网交换机、现场总线通讯网络、UPS电源、紧急停机后备系统等。
风力发电的基本原理风能具有一定的动能，通过风轮机将风能转化为机械能，拖动发电机发电。
风力发电的原理是利用风带动风车叶片旋转，再通过增速器将旋转的速度提高来促使发电机发电的。
风力发电机文献综述
林内小型风力发电机风叶的设计摘要：随着国民经济的持续发展，能源危机的阴影正日益困扰着人类的生产和生活，因此人们开始把目光风能这个取之不尽、用之不竭的清洁能源，若风力发电机跟森林中的监测传感器配合，则能有效利用自然资源，实现可持续发展。
本文就林内小型风力发电机叶片原有的基础上进行优缺点分析，总结国内外风力发电机的发展和现状。
前言本人毕业设计题目为《林内小型风力发电机叶片部件的设计》，主要针对垂直轴风力发电机叶片部件的设计进行研究，对现有风力发电机的叶片发展历史进行总结分析，探索其优越性和可行性。
本文主要查询了2000年以来的有关小型风力发电文献期刊。
主体风力发电机分为水平轴风机和垂直轴风机。
水平轴风机最为典型的代表是3个叶片的荷兰风车，也是目前阶段技术最成熟，应用最广泛，占据主流市场的产品。
水平轴风机主要包括叶片技术、发电机和传动技术、并网技术三大部分。
其中叶片技术是其核心部分，叶片除了靠叶素理论计算和设计外，还要靠经验对计算值进行修正，对操作人员的技术要求十分高。
而我国是从20世纪80年代后期才涉足风力发电这一新兴行业，技术远远落后与世界发展水平，其研究主要是引进、吸收、消化叶片设计技术，没有自己的独立成果。
到2006年底，中国进入或正在进入大型风机市场的厂商已超过20家1 ，从企业数量上看，中国的企业数量超过了全世界风机厂商数量的一倍以上，但均缺乏叶片这一核心技术的独创性。
垂直轴风机，即转轴垂直于地面的风机，其历史可以追溯到几千年前，人们利用垂直轴风车进行提水。
而垂直轴风力发电机的发明则要比水平轴的晚很多，知道20世纪20年代才开始出现。
由于人们普遍认为垂直轴风轮的尖速比不可能大于1，风能利用率低于水平轴风力发电机，因而导致垂直轴风机长期得不到重视。
然而，随着科技日新月异和人类认识水平的不断提高，人们逐渐意识到垂直轴风机的尖速比不能大于1只适用于阻力型风机，而升力型风机的尖速比甚至可以达到6，并且其风能利用率也不低于水平轴，于是越来越多的人认识到垂直轴风机的发展前景，并大大提高了其研发技术，取得了突破性进展。
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风力发电机及风力发电控制技术综述姜礼龙
发表时间：2019-06-11T17:39:57.053Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：姜礼龙
[导读] 摘要：风能是目前全球发展最快的可再生绿色能源，风力发电系统是将风能转化为电能的关键系统，它直接关系到风力发电的性能与效率。
（我是国华（科左中旗）风电有限公司内蒙古通辽 028000）
摘要：风能是目前全球发展最快的可再生绿色能源，风力发电系统是将风能转化为电能的关键系统，它直接关系到风力发电的性能与效率。
由于风能的能量密度低，具有不稳定性和随机性，控制技术是大型风力发电机组安全高效运行的关键。
本文就风力发电的现状及风力发电机工作原理进行分析，着重探讨风力发电控制技术，提升风力发电经济效益。
关键词：风力发电；控制技术
随着我国经济发展有中低端迈向中高端的转型升级发展，更加各种清洁能源在经济社会发展中的作用、环保价值与开发前景。
作为清洁可再生能源，风能的应用正在我国逐步推进。
但是我国风能研究理论与应用技术落后于欧美国家。
1 风力发电的现状及原理
1.风力发电在能源开发企业中属于重点开发的项目。
历经多年的发展，风力发电获得了较好的成绩。
现阶段风力发电技术发展的现状较为良好。
风力发电技术的单机容量近年一直在增加，能满足更多场合的发电需求。
同时，风力发电技术需要投入较高的成本，日常运营过程中风力发电的运营费用却较少。
另外，随
着能源公司规模的不断发展与扩大，整个发电行业中风能发电的占有比例也随之增大。
从技术发展的层面进行分析我们不难发现，我国现有的市场经济环境中，风电企业从最开始的单存引进阶段到将国外的技术经过革新本土化后应用，最后到自主创新的阶段，当前已经有了基本的技术积累。
尤其是兆瓦级机组在国内市场中的普及，更是标志着我国自主研发能力，已经进入了全新的阶段。
2.风力发电机的工作原理。
风力发电机是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。
它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。
风力发电利用的是自然能源。
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
依据目前的风力发电机技术，大约是每秒三公尺的微风速度，便可以开始发电。
风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。
风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。
然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
机械连接与功率传递：水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连，将转矩传递到发电机的传动轴，此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。
另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。
2 风力发电控制技术
1.定桨距失速风力发电技术。
定桨距风力发电机迈入风力发电市场是在20世纪80年代中期，其研制成功解决了发电机组的并网问题，运行安全可靠定桨距风力发电机主要是软并网技术、空气动力刹车技术、偏行与自动解缆技术三种技术的结合。
定桨距风力发电机组的特点是桨叶与轮毅固定连接，在风速发生变化时，桨叶的迎风角度不发生变化结合桨叶翼型本身的失速特性，在风速高于额定值时，气流的功角就会达到失速状态，可使桨叶的表面的表面产生紊流，使发动机的效率降低来达到限制功率的目的，风力发动机的这一特性控制发电系统安全可靠，但是为了达到限制功率的目的，导致叶片重，结构复杂，机组的整体效率较低，所以说当风速达到某一限度时必须要停比使用。
发电机转速是由电网频率限制，输出功率由桨叶本身性能限制，当风速比额定转速高时，桨叶能够通过失速调节功能将功率控制在额定值范围之内，其起到重大作用的是叶片独特的翼型结构，在遇到强风时，流过叶片背风面的气流产生紊流，降低叶片气动效率，影响能量捕获，产生失速失速是一个较为复杂的过程，在风速不稳定时，很难得出失速的效果，因此很少用来控制MW级以上的大型风力发电机。
2.变桨距风力发电技术。
从空气动力学角度考虑，当风速过高时，可以通过调整桨叶节距、改变气流对叶片攻角，改变风力发电机组获得的空气动力转知，以保持稳定的输出功率采用变桨距调节方式，风机输出功率曲线平滑，在阵风时，塔筒、叶片、基础受到的冲击较失速调节型风力发电机要小，可减少材料使用率，降低整机重量它能自动调节叶片桨距角度，适应不同风况下功率的调节，特别是使得在接近额定风速附近得功率曲线充实，增加风力发电机的年发电量但其也有一定的缺点，即其需要一套复杂的变桨距机构，变桨距机构的设计要求对阵风的响应速度足够快，以减小由于风的波动引起的功率脉动同时，变桨距执行机构及液压驱动系统较复杂，运行可靠性难以有效保证，其成本也较高。
3.主动失速、混合失速发电技术。
主动失速。
混合失速发电技术是上述两种技术的组合低风速时采用变桨距调节可提高气动效率，使桨距角向减小的方向转过一个角度，增大相应的攻角，加深叶片的失速效应，从而限制风能的捕获这种方变桨距调节不需要很灵敏的调节速度，执行机构的功率相对较小风力发电机组在超过额定风速（一般为14-16m/s）以后，由于机械强度和发电机、电力电子容量等物理性能的限制，必须降低风力机的能量捕获，使功率输出保持在额定值附近，同时减少叶片承受负荷和整个风力机收到的冲击，从而有效避免风力机受到损害这种调节将引起叶片攻角的变化，从而导致更深层次的失速，使功率输出更加平滑。
4.变速风力发电技术。
风力发电机组分恒速恒频风力发电和变速恒频风力发电。
变速风力发电技术是改变了风力机的恒速运动规律，可以根据风速的变化调整运行，保持恒频发电，当风速小时争取获得更大的风能，风速过大时调整储存转化能量，比恒速风力发电机组的实用范围更广泛。
变速风力发电技术可以根据风速的变化保证恒定的最佳叶尖速比，低风速时尽量获取多的风能，以保证平稳输出；高风速时及时调整风轮转速储存能量，避免功率过大当风速变大风能变强时风轮可以吸收储存部分的风能，提高了传动系统的柔性，减轻了主轴承受的应力及扭知通过电力电子装置的作用，变速风力的风能转化为可以输入电网的电能，使风力机组安全平稳的运行，能量传输机构系统也平稳运行。
3 技术发展趋势展望
为提高风力发电效率，降低成本，改善电能质量，减少噪声，实现稳定可靠运行，风力发电将向大容量、变转速、直驱化、无刷化、智能化以及微风发电等方向发展：
1.风力发电机大型化。
这可以减少占地，降低并网成本和单位功率造价，有利于提高风能利用效率。
2.采用变桨距和变速恒频技术。
变桨距和变速恒频技术为大型风力发电机的控制提供了技术保障。
其应用可减小风力发电机的体积、重量和成本，增加发电量，提高效率和电能质量。
3.风力发电机直接驱动。
直接驱动可省去齿轮箱，减少能量损失、发电成本和噪声，提高了效率和可靠性。
4.风力发电机无刷化。
无刷化可提高系统的运行可靠性，实现免维护，提高发电效率。
5.智能化控制。
采用先进的模糊控制、神经网络、模式识别等智能控制方法，可以有效克服风力发电系统的参数时变与非线性因素。
6.采用磁力传动技术和磁悬浮技术，使电机能够“轻风起动，微风发电”。
现有的可再生能源技术中，风力发电技术又最为成熟，我国幅员辽阔，风电产业的发展具备得天独厚的条件，因此对风力发电中的关键技术一风力发电机技术的研究就变得尤为重要，
参考文献：
[1]周朱益磁悬浮风力发电机发展及其控制策略研究[J].电气自动化，2014，（01）：7-11.
[2]汪晓娜，段延芳.风力发电技术发展综述[J].电气开关，2014，（03）：16-19.。