关于离网型风力发电系统的研究
离网小型风力发电系统经济性评估
离网小型风力发电系统经济性评估离网小型风力发电系统经济性评估离网小型风力发电系统是一种可再生能源发电方式，可以为离网地区提供可靠的电力供应。
对于离网地区而言，建立自己的发电系统可以减少能源依赖和成本，因此进行经济性评估是非常重要的。
以下是一种基于步骤思考的离网小型风力发电系统经济性评估。
第一步：确定成本首先，需要确定离网小型风力发电系统的总成本。
这包括购买风力发电机组、安装费用、电网连接费用、运营和维护费用等。
同时，还需要考虑系统寿命和折旧费用。
这些成本的确定可以通过与供应商和承包商的洽谈得到。
第二步：确定收益接下来，需要确定离网小型风力发电系统的预期收益。
这可以通过计算系统的年发电量和电价来估算。
年发电量可以通过风力资源评估和系统性能的估计得到。
电价可以参考当地的电价水平。
第三步：计算回收期回收期是评估回报的重要指标之一。
通过将总成本除以预期年收益，可以计算出回收期。
回收期越短，系统的经济性越强。
第四步：风险评估在经济性评估中，还需要考虑风险因素。
风力资源的波动性和能源市场的不确定性可能会影响系统的收益。
因此，需要对这些风险进行评估，并考虑适当的风险管理措施。
第五步：评估其他效益除了经济性，离网小型风力发电系统还可以带来其他效益。
例如，减少对化石燃料的依赖，降低碳排放和环境保护等。
这些效益也应该被综合考虑在内。
第六步：制定决策最后，通过综合考虑以上因素，制定决策是否建立离网小型风力发电系统。
如果经济性和其他效益都能够得到满足，那么建设系统可能是一个可行的选择。
总结起来，离网小型风力发电系统经济性评估需要考虑总成本、预期收益、回收期、风险因素和其他效益。
通过综合评估这些因素，可以得出是否建立系统的决策。
这种评估过程可以帮助离网地区确定是否采用离网小型风力发电系统，以实现可持续发展和经济效益的双赢。
新型控制策略在离网小型风力发电系统中的应用研究
中图分 类号 ：Ｔ １ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ — ２ ６ （０ ）０ — ０ ３ ０ Ｍ６ ４ ０ １２０ ２ １ １ ４ ０ １— ５
Ｏ 引 言
考虑 到 Ｐ ＷＭ 整 流 器 的非 线 性 特 性 ，研 究 新
流 和 Ｂ ｏｔ ｏ ｓ 变换 器结 构 ，电路虽 然 简单 、可靠 ，但 是 采用不 控整 流会使 系统 输入 电流 严重 畸变 ，谐 波 含 量大 ，使发 电机功 率 因数 降低 ，容易 引发 发 电机
转 矩 振荡 ，能 源利 用 率不 高 。Ｐ ＷＭ 整 流器 可 以实 现 稳定 的直 流 电压输 出 ，且 交 流侧 电流 波形 良好 ，
能 源 是人 类 赖 以 生存 的 物 质 基 础 和 社 会 发 展 进 步 的 动力 。然 而 ，作 为 世 界 能 源 主 要 支 柱 的石 油 、煤 炭 、天然 气 等不 可 再 生 资 源 的储 量 非 常 有
限 。近 年来 可 再生 能 源 的开 发利 用 越 发受 到 重 视 ，
网 小 型 风 力 发 电 系 统具 有 经 济 、方 便 、实 用 等 特 点 ．可 为海 岛 、农 牧 场 等 边 远 地 区 以及 海 上 石 油 作 业 平 台 等提 供 电能 ，成 为 新 能 源 发 电 中的 一 个
羊 ￥ ￥ ￥ ￥ 羊
稳 定 、发 电机 侧 高 功率 因数 和 良好 电 流波 形 。
型非线性控 制策略在 Ｐ ＷＭ 整 流 器 中 的 应 用 ， 将 对 风 力 发 电 系 统 中 整 流 装 置 的性 能 ， 以 及 推
动 电 力 电 子 技 术 的发 展 有 着 积 极 的 作 用 。 本 文 采用无源控制实现 Ｐ ＷＭ 整 流 器 的 直 流 侧 价 丰 富 的绿 色 能 源 ，其 中离
离网型风力发电机组
对这些类型的永磁发电机进行了分析比较，得到了如下结论：
虽然径向磁场内转子电机在功率密度上落后于其它类型的永磁同步发电机，但其结构最简单、制造成本最低， 非常适合小型离型风力发电机系统，因此径向磁场内转子电机在离型风力发电领域内获得了最广泛的应用。图1 1-3显示了基于永磁同步发电机的离型风力发电机系统的结构示意图。由图 1-3 a)可见，传统永磁同步发电机系 统的结构非常简单，三相交流输出通过不控整流器转换为直流输出，然后给蓄电池和负载供电。该系统可以在较 广的转速范围内变速运行，但无法实现MPPT，因此风能利用率不高。为了实现MPPT，各国学者提出改进型永磁同 步发电机系统，通过电控装置对系统进行控制，从而实现MPPT。出于节省成本、简化结构的考虑，绝大多数系统 采用DC/DC变换器进行控制，如图1 1-3 b)所示。
(1)
λop——风力机的最佳夜间速比。
相比于最优叶尖速比控制方法，功率反馈控制方法舍弃了风速测量装置，从而降低了成本。此外，功率反馈 控制方法具有较快的响应速度，能够迅速地跟踪风速变化。虽然具有以上优点，功率反馈法仍然具有不足之处。
爬山搜索控制方法
爬山搜索控制方法（Hill-climbing searching method, HSC）与前两种控制方法完全不同，其本质是离 散迭代控制，具体的控制方法是：
基于开关磁阻发电机的离型风力发电机系统
近些年来，部分学者提出了基于开关磁阻发电机的离型风力发电机系统。开关磁阻发电机具有结构简单、过 载能力强、动静态性能好和可靠性高等优点，非常适应风力发电所处的野外环境。然而，开关磁阻发电机系统的 控制较为复杂，并且其功率密度小于永磁发电机，因此开关磁阻发电机系统在离型风力发电领域里的应用并不广 泛。
离网型风力发电机系统的MPPT控制策略研究
关 键 词 ： 力发 电 ； 大 风 能 捕 获 ； Ｐ 风 最 ＭＰ Ｔ
中图分类号 ： ＴＭ３ ５ １
文献标 识码 ： Ａ
Ｔｈ ｔ ｄ ｆＭ Ｐ ｅＳ ｕ ｙ ｏ ＰＴ ｎ ｒ ｌ ｔａ ｅ ｙ ｆ ｒＳ ａ ｄ Ａｌｎ ｉｄ Ｇｅ ｅ ａｉｎ Ｓ ｓ ｅ Ｃｏ ｔｏ ｒ ｔｇ ｏ ｔｎ — ｏ ｅＷ ｎ ｎ ｒ ｔ ｙ ｔ ｍ Ｓ ＿ ｏ
Hale Waihona Puke ０ 引 言 随着 可持续 发展 理 念 的深人 ， 力发 电作 为 可再 风 生 能源得 到 了快 速 的发展 。风力 发 电的原 理是 利用 风 轮将 风能转 化为 机械 能 ， 轮 带 动 发 电机 再 将 机 械 能 风 转变 为 电能［ 。对 于离 网型 风力 发 电机 系 统 ， １ Ｊ 由于风
能 和负载 的随机性 及 不确定 性 ， 得其 控制 较为 复杂 。 使 研究 简单 、 高效 、 可靠 、 价 和 使 用 方便 的风 电系 统对 低 其进 一步 推 广 应 用 具 有 重 要 意 义 。现代 电 力 电子 技
术 、 算机 技术 和智 能控 制 理 论 为 深入 研 究 离 网型风 计
通 馋 电淙 技 术 ．
２１ ０ ０年 ９ ２ 月 ５日第 ２ ７卷第 ５期
Ｔｅ ｅ ｏ Ｐｏ ｒＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｌｃ ｍ ｗｅ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｓｐ ｅ ．２ ５，２ １ ０ ０，Ｖｏ ．２ ．５ １ ７ Ｎｏ
文章编 号 ：０ ９３ ６ （０ ０ ０ —０ ４０ １０ —６ ４ ２ １ ） ５０ ３ —４
离网式风力发电机电磁与传热特性计算分析
１
离网型 风 力发 电系统 对 电网涉 及不 到 的地 区
第６卷 １期 （Ｐ ｓＮＰ０Ｆ Ｌ ＴＩＭＣＩ ） 第４ ｌ第 ０） ４（ ６ ６ 总 Ｅ ＬＳ — ０ Ｅ Ｒ ＡＨ Ｅ ＸＯ ｘ ００ Ｒ Ｅ Ｃ Ｃ １ Ｎ
中 图 分 类 号 ：Ｍ３５ 文献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ ８７ ８ （０ １０ －０ Ｉ ６ Ｔ １ Ａ １０ —２ １ ２ １ ）３０ ０ － ０
Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｎｄ Ａｎａ ｙ ｉ ｎ ｅ ｔ ｏ ａ ｎ ｔｃ ａ ｅ ｔＴｒ ｎ ｆ ｒ ｌｕ ａｉ ｎ ａ ｌ ｓｓ ｏ Ｅｌ ｃ ｒ ｍ ｇ ｅ ｉ ｎｄ Ｈ ａ ａ ｓ ｅ
表 １ 样 机 的 基 本 参 数 额定功率
（ ） 电机 有效 长度 内 的磁场 按二 维场 分 ２对
析， 场域 中各场 量随 时 间按 正弦 变化 ， 磁场 在 气 主
隙 内正 弦分 布 ；
额 定电压 （ Ｃ） Ｄ
额定工作风速
（ ） 磁体 用等 效面 电流模 拟 ； ３永 （ ） 、 子叠 片铁 心 的涡 流忽 略不 计 。 ４定 转 在 上述 假 设 条件 下 ， 取 电机 二 维 平 面 为 求 选
Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔＣ ｆＯｉ － ｉ Ｔｙ ｉ ｎ ｒ ｔ ｒ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉＳ ｏ ｆ Ｇｒｄ ｐｅ Ｗ ｎｄ Ｇｅ ｅ ａ ｏ
，
Ｍａ Ｌ ，Ｃ ｏＪ ｎ ｉ ｎ ｈ ｎ ｉｕ ｎ ｉ ａ ｕ ｃ ，ａ ｄ Ｚ ａ ｇ Ｙｈ ａ ｇ
Ａｂｓｒ ｃ Ｔａ ｉ ｇ ａ ＰＭ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｇ ｎ ｒｔｒ ｕ ｅ ｎ ４ ０Ｗ ｆ一 ｄ ｔｐ ｎ ｏ ｒ ｔａ ｔ ｋｎ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｅ ｅａｏ ｓ ｄ ｉ ０ ｏ ｙ ｅ ｗｉ ｄ ｐ ｗｅ ｇ ｎ ｒｔｏ ｙ ｔｍ ｓａ ｘ ｍｐｅ，ｔ ｅ２－ ｐ ｙ ｉａ ｄ ｌｆｒ ｓｅ ｄ —ｔｔ ｌｃｒｍａ ｎ ｔ ｅｄ ｅ ｅａｉｎ ｓ ｓｅ ａ ｎ ｅ ａ ｌ ｈ Ｄ ｈ ｓｃ ｌｍｏ ｅ ｏ ｔａ ｙ ｓａｅ ｅｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｆ ｌ ｃｉ ｏ ｈ ｅ ｅａｏ ｓｅ ｔｂ ｉｈ ｄ． Ｔｈ ｕ ｐ ｔｖ ｌａ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓｏ ｒ ｔｔｐ ｐ ｒ ｔ ｇ ｕ ｄ ｒ ｆｔ ｅｇ ｎ ｒｔｒ ｉ ｓａ ｌ ｅ ｓ ｅ ｏ ｔｕ ｏｔ ｇ ｈ ｒ ｃｅ ｔ ｆｐ ｏｏｙ ｅ ｏ ｅ ａｉ ｎ ｅ ｉ ｃ ｎ ｄ ｆ ｒ ｎ ｐ ｅ ｓ ａｅ ｃ ｌｕ ａｅ ｙｅｅ ｎ ｎｔ ｔ ｏ ． Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｆ ｕ ｅ ｅ ｔｃ ｎ ｕ ｔｏ ｉ ｅ ｅ ｔｓ ｅ ｄ ｒ ａｃ ｌｔｄ ｂ ｌｍｅ ｔｆ ｉｅ ｍｅｈ ｄ ｆ ｉ ｓ ｄ ｏ ｈ ｏ ｒ ｒｈ ａ ｏ ｄ ｃｉｎ ｉ ｌｗ ｎ ｗｔｎ ｈ ａ ｉｓｐ ｔ ｎ ｌｗ 。ａｎ ｗ ｔｏ ｓｇｖ ｎ ｔ ａｃ ｌｔ ｈ ｕ ｆｃ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ａ ａ ｄ Ｎｅ ｏ ｅ ｔｄ ｓｉ ａｉ ａ ｏ ｅ ｍｅｈ ｄ ｉ ｉｅ ｏ ｃ ｕａｅ ｔｅ ｓ ｒａ ｅ ｃ ｅｆ ｉｎ ｌ ｉ ｏ ｅ ｔｔａ ｓｅ ，ｗｈｃ ｒ ｖｄ ｓａｎ ｗ ｄ ａｆｒｃ ｌｕａｉ ｇ ｉ．Ｔ ｅ ｆｈ ａ ｒ ｎ ｆｒ ｉｈ ｐ ｏ ｉ ｅ ｅ ｉｅ ａｃ ｌｔ ｔ ｈ ｎ，ｕ ｉｇｔ ｅｌｓ ｅ ｅｅｍｉ ｅ ｏ ｎ ｓｎ ｈ ｏ ｓ ｓｄ ｔｒ ｎ ｄ ｆｏ ｅｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｎ ｌｓｓ ａ ｅ ｔｓ ｕ ｃ ｓ ｈ ． ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅｄ ｍｏ ｅ ｓｅ ｔｂｉｈｅ ｒｍ ｌｃｒ ｍａ ｎ ｔｃ ａ ａｙ ｉ ｓａ ｈ ａ ｏ ｒｅ ．ｔｅ ２ Ｄ ｅ ｅ ａｕ ｅｆ ｌ ｄ ｌｉ ｓａ ｌｓ ｄ ｉ ｏ ｈ ａ ｉ ｆｔｅ ｈ ａ ｒ ｎ ｆｒｔｅ ｒｅ ． Ｂｙ ｃ ｌｕａｉｎ ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ｎ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｅｄ ｆ ｎ ｔ ｅｂ ｓｓｏ ｈ ｅ ｔｔａ ｓｅ ｈ ｏｉｓ ａｃ ｌ ｔ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｅ ｅａｕ ｅ ｆ ｌ ｓ ｏ ｏ ｉ ｐ ｏｏｙ ｅ ｏ ｅａｉ ｇｗｉ ｉ ｅ ｅ ｔｌａ ｓｕ ｄ ｒｄ ｆ ｒｎ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｅａｕ ｅ ｄｓｒｂ ｔｏ ｓａｅ ｒｔｔ ｐ ｐ ｒｔｎ ｔ ｄｆ ｒ ｎ ｏ ｄ ｎ ｅ ｉ ｅ ｅ ｔｏ ｔ ｕ ，ｔｅ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｉｔ ｕ ｉｎ ｒ ｈ ｆ ｆ ｉ ｏ ｔｉ ｅ ｂ ａｎ ｄ． Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｔ ｄｅ ｆ ｅｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｆ ｌ ｎ ｅ ｅａｕ ｅ ｆｅｄ ｒ ａｒｅ ｕ ， ｘｅ ｉ ｎ ｓｕ ｉｓ ｏ ｌｃｒ ｍａ ｎ ｔｃ ｉ ｄ ａ ｄ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｌ ａｅ ｃ ｒｉｄ ｏ ｔ ｅ ｉ ｗｈ ｃ ａ ｒ ｖｄ ｈ ｏｅｉａ ａ ｉ ｒ ｔｅ ｔｅ ｍａ ｎ ｌｓｓｏ ｆ－ ｒｄ ｔｐ Ｍ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｉｈ ｃ ｎ ｐ ｏ ｉｅ ａ ｔ ｅ ｒｔｃ ｌｂ ｓｓｆ ｈ ｈ ｒ ｌａ ａｙ ｉ ｆｏ ｇ ｉ ｙ ｅ Ｐ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｏ ｇ ｎ ｒｔｒｂ ｏ ａ ｉｏ ｔ ｈ ａｃ ｌｔｏ ｅ ｕｔ ． ｅ ｅａｏ ｙ ｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｗｉ ｔｅ ｃ ｌｕａｉｎ ｒｓ ｌ ｈ ｓ Ｋｅ ｒ ｓ Ｏｆ－ｒｄ ｔｐ ｎ ｏ ｒ ｇ ｎ ｒｔｏ ｍｕ ｔ—ｐ ｅ ｆ ｗｉ ｄ； ｌｃｒｍａ ｎ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ｆ ｇｉ ｙ ｅ ｗｉ ｄ ｐ ｗｅ ｅ ｅａｉｎ； ｌｉｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｅｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｃ
离网小型风力发电系统电能存储方案
离网小型风力发电系统电能存储方案离网小型风力发电系统电能存储方案离网小型风力发电系统是一种于电网的发电系统，它通过利用风能将其转化为电能。
然而，风力发电系统的产能受到风速和天气条件的影响，因此如何有效地存储和利用风能成为一个重要的问题。
下面是一种电能存储方案的逐步思考过程：第一步：了解电能存储的需求首先，我们需要明确离网小型风力发电系统的电能存储需求。
这取决于用户对电能的使用量和使用时间。
例如，用户可能需要在没有风的情况下持续供电，或者需要在夜间使用风能发电。
第二步：选择适合的电能存储技术根据电能存储的需求，我们可以选择适合的电能存储技术。
目前常用的电能存储技术包括电池存储、氢能存储和压缩空气储能等。
每种技术都有其优缺点，需要根据实际情况进行选择。
第三步：具体分析电池存储技术电池存储是一种常见的电能存储技术，它可以通过将电能储存在电池中，然后在需要时释放出来供电。
在离网小型风力发电系统中，我们可以选择锂离子电池或铅酸电池等常见的储能电池。
这些电池具有较高的能量密度和较长的使用寿命，适合用于小型风力发电系统。
第四步：考虑储能效率和成本在选择电池存储技术时，我们还需考虑其储能效率和成本。
储能效率指的是将电能储存到电池中和从电池中释放电能的效率，通常以百分比表示。
成本包括电池的购买成本、维护成本和更换成本等。
我们需要综合考虑这些因素，选择具有高储能效率和相对较低成本的电池储能技术。
第五步：设计合适的电能管理系统在应用电池存储技术时，我们还需要设计合适的电能管理系统。
这个系统可以监测风力发电机组和电池组的运行状态，根据实时风速和电池电量等信息，合理调配电能的供应和储存。
例如，在风速较低时，系统可以将电能存储到电池中；在风速较高时，系统可以将电能直接供应给用户或者将多余的电能存储起来。
第六步：进行实地测试和优化最后，我们需要进行实地测试和优化。
通过实际运行离网小型风力发电系统并监测其电能存储效果，我们可以不断优化电能存储方案。
离网小型风力发电机组整流器仿真研究
离 网小 型风 力发 电是 ２ 纪 ８ 代兴 起 的一 项 ０世 ０年
针对 此 问题 ， 文 中采 用 了 Ｓ Ｐ 本 Ｖ ＷＭ 调制 方 法 ， 在研 究
ｒ ｑ ｓ ｆａ ｈ ｇ ｏ ｒｆ ｃｏ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃｉｉａ ｉｎ ｐ ｒ ｆｏ － ｒｄ ｗｉ ｄ ｔ ｒ ｉ ｅ ．Ｔｈ ｒ ｉ ｇ ｐ ｉ ｃｐｌ ｆｔ ｒ ｅ ｅ ｕｅ ｔｏ ｉ ｈ ｐ ｗｅ ａ ｔ ｒｉ ｈ ｅ ｔｆｃ ｔｏ ａ ｔｏ ｆ ｇ ｎ ｕ ｂ ｎ ｓ ｉ ｅ ｗｏ ｋ ｎ ｒｎ ｉ ｅ ｏ ｈ ｅ —
新能源技术 ， 它以经济 、 方便 、 实用 的特点成为风 电技 术一个重要发展方向。近年来 出现的直驱型离 网风力 发电系统是一种新型的风力发电系统。它采用风轮直 接驱动多极低速永磁 同步发 电机发 电， 通过功率变换 电路将 电能转换后并入 电网， 省去了传统 双馈式风力 发电系统中的齿轮箱 ， 使系统效率大为提高 ， 有效地抑 制 了 噪声 。 目前 ， 在离网小型直驱风力发 电系统 中广泛应用 永磁 同步风力发 电系统 （ Ｍ Ｇ） 发 电机则 多采用二 ＰＳ ， 极管 整 流 ， 过 Ｂ ｏｔ电路 升 压 后 逆 变 并 网。但 是 这 通 ｏｓ 种结 构会 导致 交 流侧 电压 电流 波 形 较 差 ， 率 因数 不 功
离网小 型风 力发 电机 组整 流 器仿真 研 究
・ ９・ ９
离 网小型风 力发 电机组整 流器仿真研究
王 文博 ， 李 宏 ，程 昊
７０７ ） １０ ２ （ 西北工业大学 航海学 院 ， 陕西 西安
离网型用户风力发电机技术
（ （ ｗ） 、）
ｌ０ ｏ １Ｏ ５ ２ ８ ２ ８
胃
节就 灯
Ｆ２ Ｄ
一
ｌＯ ５
铁氧体永
磁 交 流 发
ｌ０ ０
Ｆ ２ｌ ２０ ２ｌ Ｄ 一ｏ
Ｆ —３ ０ Ｄ２５ ０ ２５
３
３
７
７
３
３
８
８
２ ２０ ２ ５ ｏ ８
合金 、复合玻璃钢和全尼龙等材质 低速特性的永磁发 入 电 压 ＮＡ ５ ／２ ． Ｆ ４ 一 ０２ ０Ｘ１ 一 Ｄ２ Ｖ，输 出 电 压 ２ ０ ４ ２ Ｖ±５ ％，
内 时 ，逆 变 器将 储存 在 蓄 电池 内 的直 流 电逆 变 成常 规 的
小 型风 力 发 电机 组 的 技 术特 点 ： 轮 采 用 定 桨距 和 长 使 用 寿命 。逆 变 器 的功 能 ：① 蓄 电池 电压 在正 常 范 围 风
风 向，配套高效永磁低速发电机 ，再配以尾翼 、立杆 、
４ Ｉ ５ ６ ｌ０ ０ ２ 异步电机 ３０ １ ０ Ｏ ｏ ２Ｏ ００
（ ） 变控 制 器 逆 变控 制 器 由仪表 指示 或灯 光显 示 ２ 逆
图 １风 力发 电及 户用 供 电 系统 示意 图
１ 风 力 发 电 机 组 及 配 件 、
系 统工 作 状态 。功 能 除 可 以将 蓄 电池 的直 流 电转 换成 交 流 电外 ，还有 保 护蓄 电池 的过充 、 放 、交 流泄 荷 、过 过 载 和 短路 保 护等 ，以延 长 蓄 电池 的使 用 寿命 。控 制 器 的
８ ０
或虽 有 电网但 供 电不正 常 的地 区推广 应用 ：
直径 叶片数 中心高 风速 风速 风速 功率 电压 型号
离网风力发电机系统构成介绍
离网风力发电机系统构成介绍把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。
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。
风力发电所需要的装置称作风力发电机组。
风力发电机组主要由两大部分组成：风力机部分将风能转换为机械能；发电机部分将机械能转换为电能。
根据风力发电机这两大部分采用的不同结构类型，以及它们分别采用技术的不同特征，再加上它们的不同组合，风力发电机组可以有多种多样的分类。
风力发电机组主要由风轮、传动与变速机构、发电机、塔架、迎风及限速机构组成。
离网风力发电系统是利用风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。
离网风力发电供电系统一般包括风力发电机、智能控制器、逆变器、交流/直流负载、蓄电池组等部分，该系统是集风力发电技术及智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统，发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。
1、发电部分（1）风轮风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。
一般风力发电机的风轮由两个或三个叶片构成，桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其他复合材料（如碳纤维）来制造。
在风的吹动下，风轮转动起来，使空气动力能转变成机械能（转速+扭矩）。
风轮的轮毂固定在发电机轴上，风轮的转动驱动了发电机轴旋转，带动三相发电机发出三相交流电。
（2）调向机构调向机构是用来调整风力机的风轮叶片与空气流动方向相对位置的机构，其功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。
因为当风轮叶片旋转平面与气流方向垂直时，即迎着风向时，风力机从流动的空气中获取的能量最大，因而风力机的输出功率最大，所以调向机构又称为迎风机构（国外通称偏航系统）。
小型水平轴风力机常用的调向机构有尾舵和尾车。
离网型风光互补发电系统介绍V1.0
离网型风光互补发电系统本离网型风光互补发电系统采用2组2KW的风力发电机、2KW的太阳能电池组件，通过风机控制器、太阳能控制器向蓄电池组供电，再经过逆变器向设备供电。
系统框图如下所示。
系统框图以下是对各部件的介绍：(一)2KW风力机机构：1)桨叶：采用胶衣树脂和增强玻璃纤维制品制作，结构强度高，能保证在高转速下安全运行。
优选高升阻比翼型，兼顾宽尖速比和降噪音进行气动优化设计，气动效率高于0.4，噪音低于65db。
2)发电机：采用强磁材料，优级轴承，F级绝缘IP54防护，保证使用寿命30000小时以上。
3)采用机械离心变桨距机构，风轮不旋转时，桨叶处于易起动的角度，风速高于2.5m/s，二级风即可转动；4~9m/s风速下，风轮旋转桨叶受离心锤作用，其角度随转速变化，跟踪在利于加速的高升阻力比状态，风轮保持高效率平稳运行；当风速继续增大，风轮转速提高，桨叶在离心锤的作用下，向负角度转变，迫使风轮恢复并维持在额定转速附近运行，最高转速不超过370r/min。
4)采用下风式对风机构，省略了尾舵。
5)所有外露机件均采用长效防腐蚀表面处理，保证风力机在露天使用不锈蚀。
2KW风力机主要技术参数：(二)2KW太阳能电池组件：1)由20块100W的太阳能电池板组成，正常使用寿命20年。
2)采用多晶硅材料，其转换效率为10%~13%。
单块太阳能电池板主要技术参数：(三)高性能风光互补控制器：1)采用了专为风光互补系统设计的液晶模块，可以显示蓄电池电压、风机电压、光电池电压、风机功率、光电池功率、风机电流、光电池电流、蓄电池电量状态。
2)控制风机和太阳能电池对蓄电池进行限流限压充电。
3)具有完善的保护功能，包括：太阳能电池防反冲、太阳能电池防反接、蓄电池过充电、蓄电池防反接、防雷、风机限流、风机自动刹车和手动刹车。
4)配有专用的远程监控软件。
该软件可实时监控系统的运行状态，如蓄电池电压、风机电压、太阳能电池电压、蓄电池充电电流、风机充电电流、太阳能充电电流、蓄电池充电功率、太阳能充电功率、风机充电功率等。
离网型微风发电机组的引进与试验
１ 引 言
风 能源 于太 阳辐射使 地球 表面受 热不 均 、 大 导致 气层 中压力 分布不 均 而 使 空气 沿 水 平方 向运 动所 获
（ ｅｅｒｈｉｓｔ ｅｆｍ ｃｉｅ ｎ ｕ ｍ ｎ ， ｎａｇａａ ｅ ｙｏ ｇｉ ｌ ｒｌ Ｒ ｓ ｃ ｔｕ ａｈ ｒ ａｄｅ ｉ ｅｔ ｊ ｎ ｃｄｍ ａ ｎｉｔｏ ｎｙ ｑｐ ｉ ｆａ ｒ ｕ ｕａ ｃｔ ａ ｃ ｍ ｔ ｎｓｅｃｓＳ ｉｅ ｉ ａｇ ８２０ ， ｈ ａ ｄ ｅａ ｏ ｃｎ ｎ ｒ ｌ ａｉ ｉ ｅ，ｈｈｚＸ ｎ ｎ ３０ ０ Ｃ ｉ ） ｉ ｆ ｉ ｎ
得 的动 能 。据估计 ， 地球 上可 开 发利 用 的风 能 约为 ２ × ０ Ｍｗ ， １ 是水 能 的 １ Ｏ倍 ， 只要 利 用 １ 的 风 能 即可 ％
５ ／ 的 ３级微 风下持 续发 电 。 ｍｓ
２ 离 网型微 风 发 电机 组 构 成
微 风 发 电机 组很 少 并 网 ， 一般 为单 机 使 用 ， 与 或 太 阳能或 柴油机 发 电互 补 Ｊ 。离 网型 微 风ห้องสมุดไป่ตู้ 电机 组
ｍａ ｌ ｅｐ ｕｄ ｄｉ ｉ ｐｐｒ ｈ ｓ ｃｎ ｉｏｓｏ ｅＦ Ｑ — ／ ｒ ｚ ｏ ｅ ｅｅａｏ ｙｔ ｓｉｔｄ ｃｄ ｏ ｅ ｉ ｙ ｘｏｎ ｅ ｔ ｓ ａｅ．Ｔ ｅｔ ｔ ｏ ｄ ｉ ｆｈ Ｄ ３ １９ｂｅ ｅｐｗ ｒｇｎｒｔｎｓｓ ｍ ｉ ｎｒ ｕｅ ，ｓｍ ｎ ｎ ｈ ｅ ｔｎ ｔ ｅ ｉ ｅ ｏ
况 。 出实 际应 用和 发 展 中存 在 的 问题 ， 提 出相 关 对 策及 建议 。 指 并
离网型户用风力发电系统直流侧电压特性的试验研究
直 流 电电压 即可得 到 离 网 型户 用 风力 发 电 系统
直 流侧 的电压 特 性 。驱 动 电机 为 三 相异 步 电 动
统 直 流侧 过 电压 提供 依 据 。
１ 试验 系统 概 况
机 ．额定 功 率 为 ７５ Ｗ ；传 动机 构 的传 动 比为 ．ｋ
１．５ ２１ ． 驱 动 电机 速 度显 示器 显 示驱 动 电机 的 ：６
离 网 型户 用 风力 发 电在 中 国的应 用 ，基 本
得 到 了规模 化 应用 ，在 解决 边 远 地 区居 住 分散
上始 于 七 十年 代 ， 过三 十 多年 的研 究 和实 践 。 经
已经 取得 了很 大 的进展 。特 别是 在 ２ ０ ０ ０年开 始
人 口的用 电 问题上 发挥 了重 要 的作 用 。 现 阶 段离 网型户 用 风 力发 电系统 的基 本构
・
２５ ・
维普资讯
转速 。被测 试 的风力 发电机 基本 参数 为 ： 额定 功 率 ３ ０ ， 大功 率 ５ ０ ， 配蓄 电池 电压等 级 ０Ｗ 最 ０Ｗ 适
为 ２ Ｖ，发 电机 型式 为 永磁 同步 三 相交 流 发 电 ４
！ 竺 拿 。 兰皇 … 。 … 一
成的“ 明工程 ” 目使离 网型 户用 风 力 发 电 光 项
图 １ 离 网型 户用 风力 发 电系统
目前 离 网型 户用 风 力发 电系统 的性 能 虽 有 所提 高 ， 但在 可靠性 上仍 然 存在一 定 的 问题 。系 统 在运 行 过 程 中 由于各 种 原 因使 其 直 流侧 产 生 过 电压 是 影 响 系统 可靠 性 的重 要 因 素之 一 。为 此 ，作者 对 离 网 型户 用 风力发 电系 统 在各 种 工 况 及 容易 发 生 的故 障 情况 下 直 流侧 的 电压 特性
离网风力发电系统的应用设计实例
离网风力发电系统的应用设计实例一、任务导入我国还有很多远离电网的农村、牧区、边防连队、海岛驻军等地方使用柴或汽油发电机组供电，发电成本相当高，而这些地方大部分处在风力资源丰富地区。
通过采用风力发电机组供电，节约了燃料和资源，同时还减少了对环境的污染，一举多得，有着十分显著的经济效益和社会效益。
如何选择一台真正适合本地区使用的小型风力发电机进行风力发电呢？二、相关知识风力发电机根据应用场合的不同又分为并网型和离网型风力机，离网型风力发电机亦称独立运行风力机是应用在无电网地区的风力机，一般功率较小。
独立运行风力机一般需要与蓄电池和其他控制装置共同组成独立运行风力机发电系统。
这种独立运行系统可以是几千瓦乃至上几十千瓦解决一个村落的供电系统，也可以是几十到几百瓦的小型风力发电机组以解决一家一户的供电，我们这里主要介绍适合我国边远无电地区的小型风力发电机组的应用。
学习情境离网风力发电系统的设计方法根据安装地点的风能资源情况，以及用户的用电负荷和用电要求，合理选配小型风力发电机组的类型和配置，以获得最佳效益是离网风力发电系统的设计要求。
（一）风力发电设计应注意的问题1．风力发电系统应用环境的分类为了使风力发电系统适应不同的使用环境，降低因为环境原因造成的风力发电机组故障，将风力发电系统的使用环境分成3类。
根据不同环境的实际需要选择相适应的产品。
I类地区：沿海地区。
抗风能力强，风力发电机在承受60m/s风速时，不至于损坏；耐腐蚀，要求在沿海地区耐腐蚀年限为10年。
Ⅱ类：高寒、高海拔地区。
要求可以适应低温环境；适应高海拔低气压环境。
Ⅲ类：沙漠、戈壁地区。
要求可以适应高温酷热环境；适应沙尘天气。
I类地区风力发电机的安全风速不小于60m/s；Ⅱ类和Ⅲ类地区机组的安全风速不小于50m/s。
风力发电机的启动风速和额定风速应根据年平均风速频率分布图来确定，无年平均风速频率分布图时，应根据平均风速最低月份确定。
风力发电机的噪声应不高于70dB。
离网型风力发电系统逆变器控制技术研究
性直接 受 负载影 响 ．因此 必须确 保在 任何 负 载下 风
２ 离 网型 风 电 系 统 建 模
图 １ 示 离 网型 风 电系 统 包 括风 力 发 电机 、 所 不
控整 流 器 、 ＣＤ Ｄ ／Ｃ 。其 中风力 发 电机一 般 为永磁 直 驱风 力 发 电
第４ ４卷 第 ６期 ２１ ０ ０年 ６月
电 力 电 子 技 术
Ｐｏ ｒＥ ｅ ｔ ｎ ｃ ｗｅ ｌ ｃｒ ｉ ｓ ｏ
Ｖｏ． １４４．Ｎｏ６ ．
Ｊ ｎ ０１ ｕ ｅ２ ０
离网型风力发 电系统逆变器控制技术研究
曾 嵘， 年
（ 江大学 ， 江 杭州 浙 浙
珩
３０ ２ ） １０ ７
波分 量进 行相 应控 制 。 建 了离 网型风 电实验平 台 ， 搭
对所 提方 案进 行 了实验 验证 。
中小功 率 离 网型 风力 发 电系统 因具 有 实用 、经 济 、
简 单等 优 势 ， 为风 力 发 电领 域 的 一个 重 要 应用 方 成 向 。 别适 用 于具 有 一 定风 力 资 源 而 电 网又 没有 覆 特 盖 的偏远 地 区【 ” 。 离 网型风力 发 电系统 无 需并 网发 电 。其 输 出特
方案可实现输 出电压在不平衡 与非线性 负载 下的稳定输 出， 具有较强 的负载适应 能力 。
关键词： 逆变 器 ：离 网型 风 力 发 电 系统 ；不平 衡 负载 ；非 线 性 负载
中 图 分 类号 ：Ｍ４ ４ Ｔ ７ ７ Ｔ ６ ：Ｎ ８ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０ １０ （０ ０ ０ — ｏ ５ ０ １Ｏ — ０ ｘ ２ ｌ ）６ ０ ０— ２
离网小型风力发电系统的建模与仿真
发 电系统 ， 由于发电机输出电压的幅值和频率总在
随着 风速 的变化 而 变化 ， 因此需 要 经过 整 流逆 变 装 置 变换成 恒压恒 频 的交流 电才能 供用 户使用 。风 力 发 电具 有 间歇 性 的特 点 ， 目前 ， 国内外 ， 有任 何 在 没 风 电设 备 可 以实 现独 立 电力供 应 ， 风 时 即无法 供 无
作 为实 现农 村 电气 化 的重 要措 施 之一 进行 开 发 ， 主
要研制 、 示范和应用小型风力发 电机组 ， 供边关 哨
ｏ ｕｓｏ ｒ． ｆｃ ｔ ｍｅ ｓ
ＫＥＹ ＯＲＤＳ：ｒ ｒ ｌｅ ｅ ｔ ｆ ａ ｉｎ：ｓ ｌ ｗ ｎ ｏ ｒ ｆ － Ｗ ｕ ａ ｌ ｃｒ ｃ ｔ ｉ ｉ ｏ ｍａｌ ｉ ｄ ｐ ｗｅ ；ｏ
ｄ Ｍａｌ ｂ ｓ ｌ ｋ ｌａ － ｃ ｄ ｂ ｔ ｒｅ ； ｔ ／ｉ ｉ ； ｅ ｄ ａ ｉ ａｔｉ ｓ ａ ｍｕ ｎ ｅ
（ ．ｎｏｍａｉｎａ ｄＥｌｃｒｃＥ ｇｎ ｅ ｎ ｏｌｇ ， ｈ ｎ ａ ｇＡｇ ｃ ｌ ｒｌ ｉｅｓｔ， ｈ ｎ ａ ｇ １ ０ ６ ， ｉｏ ｉｇ Ｃ ｉａ ２ Ａｎ ｈ ｎ １ Ｉｆｒ ｔ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉｅ ｒ ｇＣ ｌ ｅ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｒ ｕｔ ａ ｖ ｒｉ Ｓ ｅ ｙ ｎ ８ ６ Ｌａ ｎｎ ， ｈｎ ； ． ｓａ ｏ ｉ ｉ ｅ ｉ ｕ Ｕｎ ｙ １
摘要： 在Ｍａ ａ／ｍｕｉｋ ｔ ｂｓ ｌ 环境下建立 了离 网小型风力 发电系 ｌ ｉ ｎ
统 仿真模型 ， 过对风速 和系统 各部分进行理论 分析 ， 通 实现 整体模型 的搭建。 仿真结果表明 ， 在铅酸蓄电池作用下 ， 系统 能在变化风速下持续稳定运行 ， 负载端 电压符合用户要求 。 关键词 ： 农村电气化； 小型风电； Ｍａ ａｓ ｕｉｋ铝酸蓄电池 离网； ｔｆ ｉ ｌ ； ｌ ｍ ｎ
风光互补供电系统技术研究及应用
摘要：本项目通过风光互补离网型供电系统，以电磁限速保护为主，柔性风轮叶片变形限速为辅，为港航领域供电应用、海岛离网供电应用、交通系统道路照明等系统进行供电。
该系统适用于大面积安装，用电及维护成本等相对较低，且使用时间越长越能体现出该系统的突出性及可靠性，节能减排效果显著。
1.技术概况风光互补供电系统为风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。
主要分为离网型和并网型两种形式。
离网型是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。
并网型主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统，将电力并网送入常规电网中。
2.技术原理风光互补供电离网型供电系统技术的主要原理为：风力发电机通过风力带动三片扇叶与永磁发电机作用产生直流电流，通过电缆线进入蓄电池储存，使用时通过变频逆变器将蓄电池内的直流电转化为交流电输出用于办公、生活或照明用电。
太阳能发电是将太阳能转化为电能储存入蓄电池，后蓄电池内直流电经逆变器转化为交流电供办公、生活或照明用电。
风光互补并网型供电系统包括光伏系统、风电系统、风光互补并网控制逆变系统等几个主要部分。
光伏系统主要包括：光伏阵列和DC/DC 转换器，其中DC/DC 转换器用于配光伏阵列和直流母线电压，以实现最大功率跟踪。
风电系统主要包括：风力发电机和发电机AC/DC 转换器，其中AC/DC 转换器用于发电机发出的交流电转换成直流电并实现和直流母线之间的电压匹配，同时实现最大功率跟踪。
风光互补并网控制逆变系统综合了风机及光伏的控制系统，通过DC/（AC）-DC-AC 的电流转换功能最终实现并网发电。
风光互补供电系统的技术核心是小型风力发电机，系统流程见图1。
江苏江阴港港口集团股份有限公司已实施了62套HY-400 等型号的风光互补离网型供电系统，主要分布在办公区域、港区道路、码头引桥、港区监控等区域内。
不同转子结构离网型永磁同步发电机的电磁性能分析
仝世伟 李伟力 沈消寒 ， ，
哈 尔滨 理工 大 学电气与 电子 工程 学院 ， 黑龙 江哈 尔滨 （５０ ０ １０４ ）
ｗ ｉ ｈ ｕ ｉ ｇ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔ ｔｏ ． ｈ ａｃ ｌｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｔ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｏ ｒ ． ｈ ｃ ｓ ｎ ｔ ｅｅ ｎ ｈ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｌ ｕ ａｉ ｅ ｕｔ ｗｉ ｅ ｐ ｒ ｎ ｉ ｅ ｍｅ ｏ ｓ ｈ ｍｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｆｐ ｏ ｌ ｓ
ｃｇ ｎ ｒｕ ｏ ｇ ｇｔ ｑ ｅ ｉ ｏ
０ 引言
我国地域辽阔 ， 地形复杂 ， 适合应用独立运行 的小 型风 力发 电设 备 ， 是 电 网无 法 到达 地 区 的 这
载、 负载时的电磁性能 ， 以及永磁电机特有的齿槽
转矩 的研究工作很有必要。
１ 离 网型 风 力 发 电机 的 物理 模 型
中 图分 类 号 Ｔ １ 文 献 标 识 码 Ａ 文 章 编 号 １０ －２ １ ２ １ ） ２００ －４ Ｍ３３ ０ ８７ ８ （００ ０ －０ １０
Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｅ ｔ ｏ ｇ ｔｃ ｉ ｒ ａ ｅ ｔＭ ａ ｎ ｔＳ ｎｃ ｒ ｎｏ ｓ Ｇｅ ｒ ｔ ｒ ｏ ａ ｙ ｉ ｆＥｌｃ ｒ ｍａ ｎｅ ｉ ｎ Ｐｅ ｍ ｎ ｎ ｇ ｅ ｙ ｈ ｏ ｕ ｎｅ ａ ｏ ｆ Ｏｆ－ ｒ ｄ Ｔｙ ｆ ｇ ｉ ｐｅ、 ｈ Ｄｉ ｅ ｅ ｔ ｒ Ｓｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ｔ ｆ ｒ ｎｔＲｏ ｏ ｒ ｃ ｕ ｅ Ｓ ｉ ＬｉＷｅｌ。ａ ｄ Ｓ ｅ ａ ｈ ｎ ｈ ｗｅ ． ｉ ｎ ｈ ｎ Ｘｉ ｏ ａ
我国农村离网型风力发电发展战略研究
行 ，国 民经济 的健康 稳 步发展 ，广 大农 、牧 、渔 民生
活水 平 的 提 高 ，家 用 电器 已经 成 为 家 庭 生 活 的必 需
是 偏远 地 区的农 村脱贫 致 富 。实 现人 民生 活奔小 康 目
标 当作一项 重要 的政 治任 务来 抓 。因此 ，国家 有关 部
品 ，因此 ，对 风力 发 电机 组 的需 求 也 从过 去 的 ５ Ｗ 、 ０
和环境 保护 的双重 压力 。因而改 变 能源 的生 产 和消费 方式 。开发 利用包 括 风能 在 内的可再 生 能源 ，对 于优
型 风力 发电 机组 的累计 安装 容量 已经 达 到 了 １． ７８ 万 台 。在 这 些 机 组 中 ，绝 大 多 数 都 是 ５ Ｗ 、ｌ０ Ｏ ０ Ｗ
品加 工 的用 电需 要 。
其 次 ，在 过 去 的 ３ ０年 中 ，经 过 全 国各 有 关 科
研 、生 产 、推 广 部 门 和 当地 政 府 的努 力 ，我 国 的户
用 小 型 风 力 发 电 机 组 有 了 很 大 进 展 。 全 国 的 户 用 小
国家 ，在 ２ 世 纪 ，我 国能 源工 业将 面 临着 经济 增 长 １
的小 功 率 机组 ．其 中有 些 已经 达 到或 者 超 过 设 计 寿 命 ，需 要 更新 换 代 ，这是 一 个 潜 在 的 、稳 步 增 长 的
市场 。 再 次 。在 边 远 地 区 的边 防 连 队和 哨 所 、海 岛 驻
军 、渔 民 、地 处 野 外 高 山 的 微 波 站 、 电视 差 转 台 、
气 象 站 、公 路 和 铁 路 的 无 电 小 站 、森 林 中 的 嘹 望
台 、石 油 天 然 气 输 油 管 道 以及 滩 涂 养殖 业 等 多 数 地
离网风力发电系统
飞轮储能 ：
由此可知，要使物体具有大的转动动能，则一般有两种方法：增大质量或质量对转轴的距离；或者提高转动角速度
电解水制氢储能
用风力发电提供的多余电能来电解水制氢和氧，并把氢、氧储存起来，需要时用氢和氧在燃料电池中发电，以起到储存电能的目的。
蓄电池的容量： 是其储存电荷的能力，用在一定条件下，放电至终止电压的电流与时间的乘积表示: Q=I×T (Ah)
影响蓄电池的容量通常有以下几方面因素：
放电率：放电电流越大，活性物质的利用率越低，因而容量就越小，我们一般以10小时放电率的容量作为蓄电池容量。 电解液温度：温度较高时，电解液中离子运动速度加快，渗透能力增强，电池内阻减小，电化学反应加快，因而电池容量增加。
太阳电池特性
太阳电池的 I-V特性
日照对太阳能电池的影响
可以看出，短路电流线性地与日照强度成正比，而开路电压的变化很慢
不同日照下P-V特性曲线
温度对太阳电池的影响
太阳电池组件简介
为满足太阳电池的实际使用要求，须将若干单体电池按电性能分类进行串并联，经过封装后组合成可以独立作为电源使用的最小单元，这个独立的最小单元称为太阳电池组件
叶片与风轮 风轮一般由2～3 个叶片和叶柄、轮毂及风轮轴等组成。
图 风轮的基本结构 1-叶片 2- 叶柄 3-轮毂 4-风轮轴
目前我国的风力发电机的叶片绝大多数是实心玻璃钢(FRP)，极少数是木质FRP蒙皮结构和木材外粘环氧玻璃。 叶片横截面形状有3种：平板型、弧板型和流线型。
按照传统的观点，叶片表面应是愈光滑愈好，但是最新的研究发现，在叶片表面某部位，增加局部粗糙度，可以提高叶片的升阻比。在翼型下表面后缘贴粗糙带，增加了翼型的环量和翼型的升阻比，因而提高了叶片的效率。风力机还可以通过叶片上加襟翼来增加功率
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关于离网型风力发电系统的研究
【摘要】进入二十一世纪以来，人民的生活水平在不断的提高，但是经济的增长带来的是资源的浪费，和环境的污染，近几年来，环境的恶化进一步加大，政府对于环境的重视程度不断提高，随着国民素质的普遍提高，环保意识不断的增强。
那么为了缓解环境的压力，人们开始研发新型能源。
风能作为一种新型能源，逐渐受到人们的重视。
风能具有很多有点。
它最重要的是无污染，能量来自于自然界存在的风力。
在一些地区，风力发电已经成为了主要的电力来源，缓解了火力发电造成的环境污染。
本文就风力发电中的离网型发电系统做系统的介绍。
希望能够对今后的风力发电系统提供一些参考和借鉴，将风力发电的一些前景展现出来，以供人们参考。
【关键词】风力发电；离网原理；特性；发展前景
随着经济的飞速发展以及不可再生能源的大量消耗，风能作为一种绿色能源已成为研究的热点。
风力发电有很多的优点，例如：占地少、无污染等。
在各个地区都受到了广泛地欢迎。
随着科技的发展，风力发电技术不断提高，离网型系统作为比较古老的系统慢慢的被社会所淘汰，它对偏远地区的人们来说还是极其重要的。
同时，它在各方面的原理对于风力系统的发展具有指导意义。
1.风力发电系统的现状
风力发电无需借助外部能源，风险性小，也不会造成大气污染。
这些优点使得风力发电得到了广泛应用和大力发展。
目前，绝大多数国家都已应用了风力发电系统。
我国拥有着较为丰富的风力资源，是较早利用风力发电的国家。
我国的偏远地区由于地形、自然条件的限制，电网无法到达，此时离网型风力发电系统便处于无可替代的地位，为人们带来了极大的便利。
1.1国内风力发展现状
我国于20世纪60年代初期开始发展风能发电，首先采用的是离网式小风机技术。
我国因没有充分依靠国内机电制造业基础，没有吸收引进国外先进技术，力求自主研发。
这就导致了我国风电建设比较落后。
目前，国内的风电容量设备大部分是从国外引进的成套设备，致使风力发电设备成本增高，为了保证收益，导致电费增高。
与火力发电、水力发电相比，缺少市场竞争力。
经过我国政府有关部门的积极规划和支持，我国在风电装机容量的世界排名从2004年的第10位历经3年跃居到了第5位，发展迅猛，由此可见，我国的风力发展潜力巨大。
1.2国外风力发展现状
美国等西方国家于20世纪80年代开始研发风力发电技术，并将风力发电进
行商业化运营。
世界风力发展总体上处于上升趋势，装机容量以每年30%的增长率增加，外国风力发电的发展方式和先进技术，对我国风电产业的发展有一定的借鉴意义和促进作用。
世界上大部分国家已经把发展风电作为本国能源建设的一个重点项目来扶持。
风力发电对经济的促进作用不容小觑，无论是从世界的角度还是从我国的角度，风力发电都将成为世界能源领域里的主力军。
2.离网型小风电的现状
我国开始尝试并网型风力发电前，主要是依靠离网型风力发电。
内蒙古、新疆等地较为广泛的应用了离网型小风电技术，1997年就已经有155000台微型风力机在牧区、山区运行。
极大满足了农牧民家用电需求。
但近年来，由于风力发电技术的迅猛发展，大部分地区开始采用大风机发电技术，离网型小风电逐渐萎缩。
2.1应用领域
目前，应用离网型小风点机组的仍然是地处偏远地区或无供用电地区的农、牧、渔民。
其中，内蒙古在政府的大力支持下凭借其独有的地理优势和丰富的风能资源，大力发展了离网型小风电，成为我国最广泛应用离网型风电机组的地区。
2.2技术方面
由于重视程度的不足，导致技术上不能快速提高，配件质量不过关，性能过差，蓄电池和逆变控制器极大影响了发电系统的效率。
离网型风电发电技术相对于大风机发电技术较为落后。
2.3生产厂家的经济利润
生产小型风力发电机组的原材料价格不断上涨，而主要购买小型风力发电机组的又是经济收入有限的农、牧、渔民。
厂家涨价空间受限，利润不断减小，导致厂家积极性下降。
3.离网型小风力发电系统的原理及其特性
3.1发电机的构造及结构原理
离网型风力发电机组，别名独立运行的风力发电机组。
其运行主要分为两个大阶段：一是，通过风轮将风能转化为机械能。
二是，风轮通过带动发电机旋转从而将风能转化成的机械能再转化为电能。
离网型风力发电机组的部件组成有很复杂，主要有风轮、发电机、逆变器等。
3.2发电系统特性
离网型小型风力发电系统即可以采用直流发电机，也可以采用交流发电机。
目前主要采用永磁电机，极大简化了发电系统的结构。
3.3风轮机系统特性分析
永磁直驱风力发电系统把风力作为原动力，将风轮机和永磁同步发电机同轴联接，利用风轮机将风能转化为机械能再转化为电能。
风电转化效率由风轮机对风能的捕获能力决定。
3.4储能装置特性分析
由于风能具有不确定性和间接性，故当风力发电机获得足够的电能时，必须配备适当的储能装置将多余的电能存储起来，以便弱风或无风期间可以正常供电。
为了实现风力发电系统的稳定不可或缺的便是储能装置。
3.5电能变换电路的功能特性
风速是在不断变化的，极不稳定，导致风力发电系统中输出的电压和电流也是不稳定的。
需采取整流后获得直流电，可以通过电池控制器对蓄电池充电，或给直流负载供电。
4.发展前景
我国地域辽阔，地形复杂，一些偏远地区电网无法到达，此时离网型小风电就发挥了极其重要的角色。
为偏远地区的人民带来了电能，极大的便利了人们的生产和生活。
4.1融入城市
目前离网型小风电主要应用于偏远地区，其实它完全可以走进我们的城市，既可以方便我们用电，又可以作为一种景观，供人们欣赏。
4.2风力发电在农业上的应用
有的果蔬需要冷藏才可以保持新鲜度，若这些果蔬无法按时发往城市就会给农民带来不小的困扰，所以我们可以在农田附近建造小型的冷藏库，利用风力发电带动压缩机制冷，以实现制冷效果。
随着地下水的不断减少，农民灌溉出现了问题，很多时候根本打不上水来。
我们便可以利用风能发电带动水泵运作。
方便农民灌溉。
冬天天气寒冷，导致大棚里温度过低，蔬菜无法生长，目前好多农家采用用灯泡打光来提高大棚里的温度。
这是我们便可以在大棚旁边建立一个小型风能发电站来为灯泡供电。
5.结语
离网型小型风力发电系统因其占地少、安装方便、生产周期短、无污染等优点广泛应用于偏远地区，但我们不应局限于此，要充分发挥其特性，为人类创造福利。
这对环境保护和我国的能源结构的调整有着极其重要的作用。
更是缓解了能源危机，减少了人们对石油等不可再生能源的依赖性。
展望未来，随着经济的迅猛发展，科学技术的不断进步，风电机组的成本会逐渐降低，工作效率也将逐步提高。
这无疑将会把风能发电逐步推向世界前沿，其发展前景是巨大的，其带来的社会效益也是无法估量的。
[科]
【参考文献】
[1]任永峰，李含善，王涛，李常春，刘志璋.离网型风力发电测试及实验系统一体化研究[J].太阳能学报，2007，10：1158-1162.
[2]徐坦，方涛.离网型风力发电系统及其应用[J].一重技术，2013，02：29-32.
[3]石存玮，邓姣艳，田密.一种离网型风力发电系统的研究[J].变频器世界，2014，06：51-54.。