风力发电基础知识 Word 文档
风电基础知识
01、风电基础知识(总33页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除风电基础知识一、单项选择题1、风能的大小与风速的（B）成正比A、平方；B、立方；C四次方；D、五次方。
2、风能的大小与空气密度（A）A、成正比；B、成反比；C、平方成正比；D、立方成正比。
3、风力发电机风轮吸收能量的多少主要取决于空气（B）的变化。
A、密度；B、速度；C、湿度；D、温度。
4、风力发电机达到额定功率输出时规定的风速叫（B）。
A、平均风速；B、额定风速；C、最大风速；D、启动风速。
5、风力发电机开始发电时，轮毂高度处的最低风速叫（D）A、额定风速；B、平均风速；C、切出风速；D、切入风速。
6、在某一期间内，风力发电机组的实际发电量于理论发电量的比值，叫做风力发电机组的（A）。
A、容量系数；B、功率系数；C、可利用率；D、发电率。
7、当风力发电机火灾无法控制时，应首先（C）。
A、汇报上级；B、组织抢救；C、撤离现场；D、汇报场长。
8、由雷电引起的过电压叫（C）A、内部过电压；B、外部过电压；C、工频过电压；D、大气过电压。
9、高压隔离开关俗称刀闸，它（D）。
A、可以断开正常的负荷电流；B、可以切断故障电流；C、可以接通正常的负载电流；D、可以隔离高压电源。
10、标志电能质量的两个基本指标是（A）A、电压和频率；B、电压和电流；C、电流和功率；D、频率和波形。
11、变压器发生内部故障的主保护是（C）保护。
A、过流；B、速断；C、瓦斯；D、过负荷。
12、当发现有人触电时，应当做的首要工作是（C）.A、迅速通知医院；B、迅速做人工呼吸；C、迅速脱离电源；D、迅速通知供电部门。
13、心肺复苏法支持生命的三项基本措施是通畅气道、人工呼吸和（B）A、立体胸部猛压；B、胸部心脏按压；C、膈下腹部猛压；D、仰头抬额法。
14、总容量在100kVA以上的变压器，接地装置的接地电阻应不大于（C）欧姆。
风力发电基础知识
第一章风力发电机组结构1.8 控制系统控制系统利用微处理器、逻辑程序控制器或单片机通过对运行过程中输入信号的采集传输、分析，来控制风电机组的转速和功率；如发生故障或其他异常情况能自动地检测平分析确定原因，自动调整排除故障或进入保护状态。
控控制系统的主要任务就是自动控制风机组运行，依照其特性自动检测故障并根据情况采取相应的措施。
控制系统包括控制和检测两部分。
控制部分又设置了手动和自动两种模式，运行维护人员可在现场根据需要进行手动控制，而自动控制应在无人值班的条件下预先设置控制策略，保证机组正常安全运行。
检测部分将各传感器采集到的数据送到控制器，经过处理作为控制参数或作为原始记录储存起来，在机组控制器的显示屏上可以查询。
现场数据可通过网络或电信系统送到风电场中央控制室的电脑系统，还能传输到业主所在城市的总部办公室。
安全系统要保证机组在发生非常情况时立即停机，预防或减轻故障损失。
例如定桨距风电机组的叶尖制动片在运行时利用液压系统的高压油保持与叶片外形组合成一个整体，同时保持机械制动器的制动钳处于松开状态，一旦发生液压系统失灵或电网停电，叶尖制动片和制动钳将在弹簧作用下立即使叶尖制动片旋转约90°，制动钳变为夹紧状态，风轮被制动停止旋转。
根据风电机组的结构和载荷状态、风况、变桨变速特点及其他外部条件，将风电机组的运行情况主要分为以下几类：待机状态、发电状态、大风停机方式、故障停机方式、人工停机方式和紧急停机方式。
（1）待机状态风轮自由转动，机组不发电（风速为0~3m/s），刹车释放。
（2）发电状态发电状态Ⅰ：启动后，到额定风速前，刹车释放。
发电状态Ⅱ：额定风速到切出风速（风速12~25m/s），刹车释放。
（3）故障停机方式：故障停机方式分为：可自启动故障和不可自启动故障。
停机方式为正常刹车程序：即先叶片顺桨，党当发动机转速降至设定值后，启动机械刹车。
（4）人工停机方式：这一方式下的刹车为正常刹车，即先叶片顺桨，当发电机转速降至设定值后启动机械刹车。
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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目录
01 02 03 04 05 06
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
添加目录项标题
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。
风力发电基本知识
风力发电基础知识风力发电是把风的动能转为电能。
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
其蕴量巨大，全球的风能约为 2.74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。
中文名风力发电外文名wind power generation使用介质自然风力资源约10亿kW资源我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。
而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。
风是没有公害的能源之一。
而且它取之不尽，用之不竭。
对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。
海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。
我国海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。
国家能源局2015年9月21日发布数据显示，到2015年7月底，纳入海上风电开发建设方案的项目已建成投产2个、装机容量6.1万千瓦，核准在建9个、装机容量170.2万千瓦，核准待建6个，装机容量154万千瓦。
这与2014年末国家能源局《全国海上风电开发建设方案（2014-2016）》规划的总装机容量1053万千瓦的44个项目相距甚远。
为此，国家能源局要求，进一步做好海上风电开发建设工作，加快推动海上风电发展。
利用风是一种潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。
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。
风力发电基础知识
风力发电基础知识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。
太阳能发电是指将太阳能转换成电能，即直接将太阳光能转换电能的发电方式，光伏发电是利用太阳电池这种半导体电子器件有效地吸收太阳光辅射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。
风力发电存在着无风时（尤其是夏季白天长夜间短，太阳光强季节）不发电的问题，太阳能发电也存在着无阳光时（尤其是冬季白天短夜间长，北风大的季节）不发电的问题，如果能把风力发电、太阳能发电结合在一起互补发电就解决了这个问题，实现了365 天连续供电。
风能和太阳能的利用和发展已有三千多年的历史，是一门古老而又年青的科学、实用而又和生活关系密切的科学、可再生而又能保护环境的科学、现时而又可持续发展的科学、一次投资多年受益的项目。
在众多新能源领域中，风力发电和太阳能发电的开发和利用被首当其冲优先发展，是当今国际上的一大热点，因为风电和光电的利用，不用开采、不用运输、不用排放垃圾、没有环境污染的技术，是保护我们的地球，造福子孙后代的百年大计工程。
风力发电和太阳能发电从生产到回收处理的整个过程都不产生任何污染，它既可以增加电力供应，又可以减少燃料带来的环境污染，从而起到保护地球生态环境的作用，是真正的绿色能源。
以 2000年为例，我国年风力发电总量为7.0 1GW，代替火电可直接节约标准煤278800吨，减少SO2的排放MSO2为5668.5吨，减少CO2的排放MCO2为718653吨，减少NOX的排放MNOX为8986吨，减少飘尘排量MTSP为251吨，节水12.8亿吨。
而且由于其减少空气污染而带来的间接效益则更是巨大。
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。
风力发电基础知识
2国02测10诺-1德-28·技术部
• 控制系统结构图（WP4000）
2国03测10诺-1德-28·技术部
2国04测10诺-1德-28·技术部
2国05测10诺-1德-28·技术部
2国06测10诺-1德-28·技术部
• Cp值随着尖速比和桨距角的变化而变化
2国07测10诺-1德-28·技术部
23国02测10诺-1德-28·技术部
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风力发电基础知识
2国0测10诺-1德-28·技术部
23国0测10诺-1德-28·技术部
2国40测10诺-1德-28·技术部
• 年平均风速（10分钟）分布曲线和风切变曲线
Webull分布曲线
风切变指数曲线
2国50测10诺-1德-28·技术部
• 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
2国0测10诺-1德-28·技术部
2国01测10诺-1德-28·技术部
– 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）
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 • 其他方式 • 如叶片数量、机型容量等级、安装地点（海上或陆上）
风力发电基础知识介绍讲课文档
第十六页，共120页。
16
Wind 风
Aero Turbine 航空涡轮机
Yaw Control
&
Pitch Control 偏航控制与变桨控
制
Wind Speed & Direction 风速与方向
Gearing 齿轮装置
Speed & Torque 速度与扭矩
Coupling 联轴器
Electric Generator
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鸟的升力
鸟类在数千年前就发现了这个物理现象，它们不会被地心引力束缚 在地面。它们的翅膀非常适合产生升力。
第六十页，共120页。
60
第六十一页，共120页。
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叶片需要有足够的强度，这就是为什么每个叶片中间 都有一个梁，这个梁和叶片一样长，它是在一个温度 极高的袋子里用玻璃纤维浇铸而成的！
第六十二页，共120页。
巨大的齿轮环被 安装在机舱下部 、塔架内，齿轮 环与偏航电机的 齿相啮合，这样 使机舱偏航对风 ！
第二十二页，共120页。
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发电机
发电机达到转速后 开始产生电流，电 流通过粗的电缆被 送到塔架下面的控 制柜.
第二十三页，共120页。
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第二十四页，共120页。
散热器
发电机高速转动 时产生热量，如 果温度过高发电 机就会损坏，这 就是为什么电机 需要冷却。在一 些风机上采用水 冷却方式，而散 热器再将水冷却 ！
牢固、稳定的固定叶轮是非常重要的。 齿轮箱则被固定在主轴的另一头。
第三十四页，共120页。
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齿轮箱
这是机舱内部的齿轮箱。齿轮 箱内部有齿轮传动装置，内部 齿轮之间相互啮合，叶轮转速
在每分钟27转左右
风力发电基础知识
风力发电基础知识一、风的产生与特性•产生：•特性：周期性、多样性、复杂性1、产生能量的基本要素：2、风能的一些主要特性参数：1）风能：2）风能密度3）风速与风级：。
分13级4）风向与风频：定为风的方向，即风向。
风频是指风向的频5）风的测量：风的测量仪器主要有风向器、杯形风速器和三杯轻便风向风速表等。
3、风中的能量4、功率系数输入的风能可能提取的风能 p C),(βλf C p =VR /ωλ=5、风机的实际输出功率P=0.5×ρ×A×Cp×V3×Ng×Nb140012001000800600400200345678910111213141516171819202122232425①安全可靠成本降低②风力发电不消耗资源、不污染环境③建设周期一般很短④装机规模灵活⑤运行简单⑥实际占地少⑦对土地要求低⑧在发电方式上还有多样化的特点风力发电技术目前还在不断发展，主要体现在单机容量不断增大上•风力发电场未来的发展趋向1-2 风力发电设备一、组成：风力机发电机二、分类：1）2）3）4）5）6）①②③④⑤⑥⑦⑧⑨特点：组成：它一般内风轮增速器、调速器、调向装置、发电机和塔架等部件组成，大中型风力机还有自动控制系统。
应用：类型：有传统风车、低速风力机及高速风力机等特点：形式有：应用：3、风力发电机组可分为定桨距机组与变桨距机组。
分类：独立运行和并网运行两种运行方式。
蓄电池储能、抽水蓄能。
正在研究试验的有压缩空气储能、飞轮储能、电解水制氢储能等。
切换运行同时运行，作用：应用：并网运行又可分为两种不同的方式：•①恒速恒频方式•②变速恒频方式，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。
•作用：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。
•影响因素：主要受风能分布、风场地形和土地征用的影响。
风力发电机基础知识及电气控制
这时，由风速风向仪测得风向变化，并传给控制系统存储 下来，控制系统又来控制偏航驱动装置中的四台偏航电机往 风速变化的方向同步运转，偏航电机通过减速齿轮箱带动小 齿轮旋转。小齿轮是与大齿圈相啮合的，与偏航电机、偏航 齿轮箱统一称为偏航驱动装置，上图可以看出，偏航驱动装 置通过螺栓紧固在主机架上，而大齿圈通过88个螺栓紧固在 塔筒法兰上，不可旋转，那么只能是小齿轮围绕着大齿圈旋 转带动主机架旋转，直到机舱位置与风向仪测得的风向相一 致。
额定转速：与额定功率匹配的叶轮转速。
第五页，共62页。
技术参数 额定功率 切入风速 切出风速 额定风速 叶轮直径 轮毂高度 平均风速 生存风速 转速范围 额定转速 风机类型
1.5MW 系列(xìliè)风力发电机组基本参
单位数 1500/70
1500/61
1500/82
1500/77
kW
1500
1500
偏航驱动 (qū dònɡ) 装置
侧面(cè mià n) 轴承
第十九页，共62页。
划垫保 持装置
偏航(piān há nɡ)大齿 圈
大齿圈 划垫保持装置
主机架
侧面(cèmiàn) 轴承
锁紧螺母 (luómǔ)
调整 第二十页，共62页。
偏航系统的功能(gōngnéng)就是捕捉风向，控制机舱平 稳、精确、可靠的对风
22
第二十二页，共62页。
变桨系统(xìtǒng)
第二十三页，共62页。
变桨轴承(zhóuchéng)
第二十四页，共62页。