风力发电功率和叶尖速比
风力发电常用名词解释
风能/wind energy 空气流动所具有的能量。
风能资源/wind energy resources 大气沿地球表面流动而产生的动能资源。
空气的标准状态/standard atmospheric state 空气的标准状态是指空气压力为101 325Pa，温度为15℃（或绝对288.15K），空气密度1.225kg/m 3 时的空气状态。
风速/wind speed 空间特定点的风速为该点空气在单位时间内所流过的距离。
平均风速/average wind speed 给定时间内瞬时风速的平均值。
年平均风速/annual average wind speed 时间间隔为一整年的瞬时风速的平均值。
最大风速/maximum wind speed 10分钟平均风速的最大值。
极大风速/extreme wind speed 瞬时风速的最大值。
阵风/gust 超过平均风速的突然和短暂的风速变化。
年际变化/inter-annual variation 以30年为基数发生的变化。
风速年际变化是从第1年到第30年的年平均风速变化。
[风速或风功率密度]年变化/annual variation 以年为基数发生的变化。
风速（或风功率变化）年变化是从1月到12月的月平均风速（或风功率密度）变化。
[风速或风功率密度]日变化/diurnal variation 以日为基数发生的变化。
月或年的风速（或风功率密度）日变化是求出一个月或一年内，每日同一钟点风速（或风功率密度）的月平均值或年平均值，得到0点到23点的风速（或风功率密度）变化。
风切变/wind shear 风速在垂直于风向平面内的变化。
风切变指数/wind shear exponent 用于描述风速剖面线形状的幂定律指数。
风速廓线/wind speed profile, wind shear law 又称“风切变律”，风速随离地面高度变化的数学表达式。
湍流强度/turbulence intensity 标准风速偏差与平均风速的比率。
风机的叶尖速比
风机的叶尖速比周日, 2008-03-02 03:16 — xieyaqian叶尖速比是用来表述风电机特性的一个十分重要的参数。
它等于叶片顶端的速度（圆周速度）除以风接触叶片之前很远距离上的速度；叶片越长，或者叶片转速越快，同风速下的叶尖速比就越大。
.根据叶尖速比的不同，我们可以把风电机分成两类：慢速比风电机和快速比风电机：慢速比:慢速比风电机的速度比最大为2.5 。
所有以阻力原理作用的风电机的叶尖速比都小于1，属于慢速比风电机。
以浮力原理作用的风电机，如果其叶尖速比在1到2.5之间，也被称为慢速比风电机。
Westernmills 和某些风力泵的叶尖速比大概是1，而Bock风车以及荷兰风车的叶尖速比大概是2。
快速比:快速比风电机是指按照浮力原理作用的风电机，并且其叶尖速比在2.5到15之间。
几乎所有的现代风电机（叶片数一到三）都属于此类。
叶尖速比对风电机的建造结构和形状有很大的影响，比如：叶片转速：如果叶片长度一定，那么叶尖速比越大，叶片的转速也就越快。
只有一个叶片的风电机，其叶尖速比很高，旋转速度也要比三叶片的风电机快的多。
需要注意的是，风力泵的叶尖速比虽然属于慢速比机械，但旋转速度一般都很快。
原因是其转动直径很小，最终圆周速度相对低很多，所以属于慢速比机械。
叶片数：Westernmills的叶尖速比比较低（大约为1），所以需要更多的叶片来遮挡风，一般有20到30个叶片；荷兰风车的速度比大约为2，一般有4个叶片。
现代三叶片风电机的叶尖速比大约为6，而一个叶片的风电机，其叶尖速比大概为12。
叶片切面：快速比风机的叶片一般都设计的细长而薄，其原因就是叶片切割风的时候，与风的相对速度十分高。
（站长注：这段我看不懂，只是照原文翻译。
）风机的转化效率系数：快速比风机由于产生的涡流损失要比慢速比风机低很多，所以其作用系数要明显比慢速比的风机高。
一般慢速比风机的转化效率系数cP在0.3到0.35之间，而快速比的风机能够达到0.45到0.55。
_风力发电实验指导
风力发电实验风能是一种清洁的可再生能源，蕴量巨大。
全球的风能约为2.7×10 8万千瓦，其中可利用的风能为2×10 6万千瓦，比地球上可开发利用的水能总量要大10倍。
随着全球经济的发展，对能源的需求日益增加，对环境的保护更加重视，风力发电越来越受到世界各国的青睐。
大力发展风电等新能源是我国的重大战略决策，也是我国经济社会可持续发展的客观要求。
发展风电不但具有巨大的经济效益，而且与自然环境和谐共生，不对环境产生有害影响。
近几年，随着我国的风电设备制造技术取得突破，风力发电取得飞速发展。
据2011年4月《国家电网公司促进风电发展白皮书》。
截至2010年底，全国风电并网容量2956万千瓦，“十一五”期间年均增速接近100%。
2010年，全国风电机组平均利用小时数2097小时。
蒙东、蒙西、吉林、黑龙江风电发电量占全社会用电量的比例分别达到21.1%、8.7%、5.6%、4.6%，风电利用已达到较高水平。
预计到2015年，我国风电规模将超过9000万千瓦，2020年将达到1.5亿千瓦以上。
与其它能源相比，风力，风向随时都在变动中。
为适应这种变动，最大限度地利用风能，近年来在风叶翼型设计，风力发电机的选型研制，风力发电机组的控制方式，并网发电的安全性等方面，都进行了大量的研究，取得重大进展，为风力发电的飞速发展奠定了基础。
风电的飞速发展提供大量的就业与个人发展机会，普及风电知识，在高等院校培养相关专门人才已成当务之急。
实验内容实验1 风速，螺旋桨转速（也是发电机转速），发电机感应电动势之间关系测量 实验2 测量扭曲型可变浆距3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系 实验3 切入风速到额定风速区间功率调节实验实验4 额定风速到切出风速区间功率调节实验 － 变浆距调节 实验5 风帆型3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量 实验6 平板型4叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量实验原理1、风能与风速测量风是风力发电的源动力，风况资料是风力发电场设计的第一要素。
变桨距风电机组最佳叶尖速比的拟合求取
Ｋｅ ｒ ｓ：ｗ ｎ ｕ ｂｎ ｓ ｐ ｉ ｌｂ ａ ｅ ｔｐ ｓ ｅ ｄ ｒ ｔ ｉｔ ｎ ｔ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ｉ ｄ ｔ ｒ ｉｅ ；ｏ ｔｍａ ｌｄ ｉ ｐ ｅ ａｉ ｏ；ｆ ｔ ｇ ｍｅ ｄ ｉ ｈ
２ ｃｏｌ Ｅｅｔｃｌ ｏ ｅ Ｅ ｇｎｅｎ ．Ｓｈｏ ｌ ｒ ａ Ｐ ｗ ｒ ｎ ｉ ｒ ｇ，Ｎ ｎ ｎ ｔｕ ｃｎｌ ｙ ａｊ １ １７ ｈ ｉ ｆ ｏ ｃｉ ｅ ｉ ａｊ Ｉ ｉｔ ｏ Ｔ ｈ ｏ ｇ ，Ｎ ｎｎ ２ １６ ，Ｃ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅｆ ｅ ｏ ｇ ｓ ｉ ｇ ａ； ３ ｅｔ Ｄｓａ ｈａｄ Ｃｍ ｎ ａｉ ．Ｃｎｅ ｏ ｉ ｔ ｎ ｏ ｍｕｉ ｔ ｎ，Ｊ ｎｓ ｌ ｔｃ ｏ ｅ Ｃ ｍ ａｙ ａ ｇ２ ０ ２ ，Ｃ ｉ ） ｒ ｆ ｐｃ ｃ ｏ ｉ ｇｕＥ ｃ ｉＰ ｗ ｒ ｏ ｐ ｎ ，Ｎ ｎ １０４ ｈ ｎ ａ ｅ ｒ ａ
第４ ０卷第 ２ 期 ２１ ０２年 ３ 月
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｕ ａ ｏ Ｈ ｈｉ ｎｖｒｔ（ ａ ｒｌ ｃ ｎｅ） ｏｒ ｌ ｆ ｏａ Ｕ ｉ ｓｙ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃｓ ｎ ｅｉ ｕ ｅ
Ｖｏ ．０ Ｎｏ． １４ ２ Ｍａ ．２ ２ ｒ Ｏ１
ｈ ｘ ｒ ｓｉｎ ｐ ｒ ｍｅｅ ｆ ｔ ｐ ｉ ｌｄ ｉ ｓ ｅ ｄ ｒｔ ｗ ｅ ｈ ｒ ｅ ｅ ｍｅ ｒ ｍｅ ｔｅｒ ｓ ｈ ｎ ｈ ｐ ｉ ｔ ｅ ｅ ｐ ｅ ｓｏ ａ ａ ｔ ｓ ｏ ｅ ｏ ｔ ｌｂ ａ ｅ ｔ ｐ ｅ ａｉ ｈ ｎ ｔｅｅ ｗ ｒ ａ ｕ ｅ ｎ ｒ ｒ ．Ｔ ｅ ，ｔｅ ｏ ｔ ｌ ｒ ｈ ｍａ ｐ ｏ ｓ ｏ ｍａ ｂ ａ ｅ ｔ ｐ ｅ ａｉ ｏ ｌ ｅ ｉｄ ｒｃｌ ａｃ ｌｔｄ． ｘ ｍｐｅ ｓ ｏ ａ ｅｆ ｔｄ ｄ ｔ ａ ｅｈ ｃ ｕ ａ ｙ． ｈｓｓ ｄ ｌｄ ｉ ｓ ｅ ｄ ｒｔ ｃ ｕｄ ｂ ｉ ｔ ｃ ｕ ａｅ Ａｎ ｅ ａ ｌ ｈ ｗｓ ｔ ｈ ｔ ａａ ｈ ｖ ｉｈ ａ ｃ ｒｃ Ｔ ｉ ｔ ｙ ｐ ｏ ｎ ｅ ｙ ｌ ｈ ｔ ｔ ｉ ｅ ｇ ｕ ｐ ｏ ｉｅ ｅ ｕ ｖ — ｔ ｎ ｔｏ ｏ ａｃ ｌｔ ｇ ｔ ｅ ｏ ｔ ｌ ｌｄ ｉ ｐ ｅ ｔ ｆ ｉ ｄ ｔ ｒ ｉｅ ． ｒｖ ｄ ｓａ ｎ ｗ ｃ ｒ ｅ ｆ ｔ ｇ ｍｅ ｄ ｆｒｃ ｕａｉ ｐ ｉ ａ ｅ ｔ ｓ ｄ ｒ ｉ ｏ ｎ ｕ ｂ ｎ ｓ ｉ ｉ ｈ ｌ ｎ ｈ ｍａ ｂ ｐ ｅ ａ ｏ ｗ
风能转换系统最佳叶尖速比控制算法设计论文解剖
摘要风力发电是一种清洁能源，通过对风能的利用有利于优化未来的能源利用模式。
本文介绍了风能转换系统最佳叶尖速比控制算法设计，主要目的是实现风力发电系统的最大功率点跟踪。
论文的开始介绍了国内外风力发电的概况，为本文奠定了写作背景。
接着文章阐述了风力发电系统的基本原理，着重介绍了风力机的结构与组成和贝茨理论，这是本文的基础。
紧接着，文章分析了最大功率点跟踪控制算法的基本原理，以及最佳叶尖速比控制的特点，为控制系统的设计做好了准备。
然后针对最佳叶尖速比控制定步长算法的特点，设计出了相应的控制算法和PI控制器，通过选取合适的PI参数，得到了较为理想的追踪效果，从而实现控制所要求的目标。
最后就是本文的重点，Matlab环境下的仿真。
首先我建立了风力发电系统的仿真模型，然后在Matlab环境下实现了最佳叶尖速比控制算法并对控制算法仿真结果进行了分析。
总之，通过分别对风力发电系统的设计和仿真，实现了对风能转换系统最佳叶尖速比控制算法设计。
关键词：风能转换系统；叶尖速比；最大功率点跟踪；PI控制器AbstractWind power is a kind of clean energy, through use of wind energy is beneficial to optimize the mode of energy use in the future. This paper introduces the wind energy conversion system optimal tip speed ratio control algorithm is designed, main purpose is to achieve maximum power point tracking of wind power system .The beginning of the paper introduces the general situation of wind power at home and abroad, laid the writing background for this article. Then the article expounds the basic principle of wind power generation system, emphatically introduces the structure and composition and Bates theory of wind turbine, which is the basis of this article. Then, this paper analyzes the basic principle of the maximum power point tracking control algorithm, and the characteristics of the optimal tip speed ratio control, ready for the design of control system. Then aiming at optimal tip speed ratio control characteristics of fixed step length algorithm, designed the corresponding control algorithm and PI controller, by choosing the right PI parameters, obtained the ideal track effect, so as to realize the goal of control required. The last is the focus of this article, the simulation of Matlab environment. First, I established the simulation model of wind power system, and then realized in Matlab environment the optimal tip speed ratio control algorithm and the control algorithm simulation results are analyzed.In a word, through the design and simulation of wind power generation system, implements the optimal tip speed ratio control algorithm design of wind energy conversion system.Key words:wind energy conversion system;tip-speed ratio;the maximum power point tracking; PI controller目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 研究的目的和意义 (1)1.3 世界风力发电发展概况 (1)1.3.1 世界风力发电装机容量迅速扩大 (1)1.3.2 风力发电机组的单机容量不断增大 (2)1.3.3 风力发电的经济性日益提高 (2)1.4 我国风力发电发展概况 (2)1.4.1 我国风电利用的特点 (2)1.4.2 我国风电的发展与现状 (3)2 风力发电系统的基本原理 (5)2.1 风力发电机的结构与组成 (5)2.1.1 风力发电机的分类 (5)2.1.2 水平轴风力发电机的结构 (5)2.2 风力发电的基本原理 (8)2.2.1 贝茨（Betz）理论 (8)2.2.2 风力发电机的特性系数 (10)2.3 本章小结 (11)3 最大功率点跟踪算法的基本原理 (12)3.1 最大功率点跟踪算法 (12)3.1.1 风力发电系统的运行区域 (12)3.1.2 最大风能捕获原理 (12)3.2 最佳叶尖速比控制的特点 (14)3.3 本章小结 (14)4 基于叶尖速比PI控制的风力发电系统仿真 (15)4.1 风力发电系统的仿真模型 (15)4.1.1 风速模型的建立 (15)4.1.2 风力发电系统的模型 (16)4.1.3 输出功率追踪控制模型的建立 (17)4.1.3 追踪仿真 (18)4.2 本章小结 (20)5 结束语 (21)参考文献 (22)致谢 (23)1 绪论1.1 引言能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。
风力机的基本参数与理论.
风力发电机风轮系统2.1.1 风力机空气动力学的基本概念1、风力机空气动力学的几何定义（1）翼型的几何参数翼型翼型本是来自航空动力学的名词，是机翼剖面的形状，风力机的叶片都是采用机翼或类似机翼的翼型，与翼型上表面和下表面距离相等的曲线称为中弧线。
下面是翼型的几何参数图1）前缘、后缘翼型中弧线的最前点称为翼型的前缘，最后点称为翼型的后缘。
2）弦线、弦长连接前缘与后缘的直线称为弦线；其长度称为弦长，用c表示。
弦长是很重要的数据，翼型上的所有尺寸数据都是弦长的相对值。
3）最大弯度、最大弯度位置中弧线在y坐标最大值称为最大弯度，用f表示，简称弯度；最大弯度点的x坐标称为最大弯度位置，用x f表示。
4）最大厚度、最大厚度位置上下翼面在y坐标上的最大距离称为翼型的最大厚度，简称厚度，用t表示；最大厚度点的x坐标称为最大厚度位置，用x t表示。
5）前缘半径翼型前缘为一圆弧，该圆弧半径称为前缘半径，用r1表示。
6）后缘角翼型后缘上下两弧线切线的夹角称为后缘角，用τ表示。
7）中弧线翼型内切圆圆心的连线。
对称翼型的中弧线与翼弦重合。
8）上翼面凸出的翼型表面。
9）下翼面平缓的翼型表面。
（2）风轮的几何参数1）风力发电机的扫风面积风轮旋转扫过的面积在垂直于风向的投影面积是风力机截留风能的面积，称为风力机的扫掠面积，下图是一个三叶片水平轴风力机的扫掠面积示意图。
下图是一个四叶片的H型升力垂直轴风力发电机的扫掠面积示意图。
根据前面两表可由所需发电功率估算出风力机所需的扫风面积，例如200W的升力型垂直轴风力发电机工作风速为6m/s，全效率按25%计算所需扫风面积约为6.2m2,如果工作风速为10m/s则所需扫风面积约为1.4m2即可；例如10kW的升力型垂直轴风力发电机工作风速为10m/s，全效率按30%计算所需扫风面积约为56m2,如果工作风速为13m/s则所需扫风面积约为25m2即可。
按高风速设计的风力机体积小成本相对低些，但必须用在高风速环境，例如把一台设计风速为10m/s的风力机放在风速为6m/s的环境工作，其功率会下降80%；按风速6m/s设计的风力机风轮会很大，虽在6m/s时运行很好，但遇大风易超速损坏电机，为抗强风时需增加结构强度使成本大大增加。
风力发电机原理
• 风力发电机组最主要的参数是风轮直径（对于垂直轴风力发电机来说是风轮扫掠面积）和额定功率，成为 产品型号的组成部分：风轮直径（或风轮扫掠面积）说明风力发电机组能够在多大的范围内获取风中蕴含 的能量，是风力发电机能力的基本标志。。
（2）额定功率
• 额定功率是与风力发电机组配套的发电机铭牌功率，其定义式“正常工作条件下，风力发电机组在额定风 速下设计要达到的最大连续输出功率”。风轮直径应当根据不同的风况与额定功率匹配，以获得最大的年 发电量和最低的发电成本，配置较大直径风轮供低风速区选用，配置较小直径的风轮供高风速区选用.
（叶片数一到三）都属于此类。 • 叶尖速比对风电机的建造结构和形状有很大的影响，比如：
• 叶片转速：如果叶片长度一定，那么叶尖速比越大，叶片的转速也就越快。只有一个叶片的风电机，其叶 尖速比很高，旋转速度也要比三叶片的风电机快的多。需要注意的是，风力泵的叶尖速比虽然属于慢速比 机械，但旋转速度一般都很快。原因是其转动直径很小，最终圆周速度相对低很多，所以属于慢速比机械。
• 定桨距风轮因失速有个过程，超过额定风速后功率略有上升，然后又下降。如果风速继续增加，为了保护 风力发电机组的安全，规定了允许风力发电机组正常运行的最大风速，称为切出风速（停机风速）。机组 运行时遇到这样的大风必须停机与电网脱开，输出功率立刻降为0，功率曲线到此终止。
叶片锥角
攻角、浆距角和迎角
叶尖速比
• 叶尖速比是用来表述风电机特性的一个十分重要的参数。它等于叶片顶端的速度（圆周速度）除以风接触 叶片之前很远距离上的速度；叶片越长，或者叶片转速越快，同风速下的叶尖速比就越大。
• 根据叶尖速比的不同，我们可以把风电机分成两类：慢速比风电机和快速比风电机：
风力发电系统的控制原理
风力发电系统的控制原理风力涡轮机特性：1，风能利用系数Cp风力涡轮从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系数Cp表示：P---风力涡轮实际获得的轴功率r---空气密度S---风轮的扫风面积V---上游风速根据贝兹〔Betz〕理论可以推得风力涡轮机的理论最大效率为：。
2，叶尖速比l为了表示风轮在不同风速中的状态，用叶片的叶尖圆周速度与风速之比来衡量，称为叶尖速比l。
n---风轮的转速w---风轮叫角频率R---风轮半径V---上游风速在桨叶倾角b固定为最小值条件下，输出功率P/Pn与涡轮机转速N/Nn的关系如图1所示。
从图1中看，对应于每个风速的曲线，都有一个最大输出功率点，风速越高，最大值点对应得转速越高。
如故能随风速变化改变转速，使得在所有风速下都工作于最大工作点，则发出电能最多，否则发电效能将降低。
涡轮机转速、输出功率还与桨叶倾角b有关，关系曲线见图2 。
图中横坐标为桨叶尖速度比，纵坐标为输出功率系统Cp。
在图2 中，每个倾角对应于一条Cp=f(l)曲线，倾角越大，曲线越靠左下方。
每条曲线都有一个上升段和下降段，其中下降段是稳定工作段〔假设风速和倾角不变，受扰动后转速增加，l加大，Cp减小，涡轮机输出机械功率和转矩减小，转子减速，返回稳定点。
〕它是工作区段。
在工作区段中，倾角越大，l和Cp越小。
3，变速发电的控制变速发电不是根据风速信号控制功率和转速，而是根据转速信号控制，因为风速信号扰动大，而转速信号较平稳和准确〔机组惯量大〕。
三段控制要求：低风速段Ｎ＜Ｎｎ，按输出功率最大功率要求进行变速控制。
联接不同风速下涡轮机功率－转速曲线的最大值点，得到ＰＴＡＲＧＥＴ＝ｆ〔ｎ〕关系，把ＰＴＡＲＧＥＴ作为变频器的给定量，通过控制电机的输出力矩，使风力发电实际输出功率Ｐ＝ＰＴＡＲＧＥＴ。
图３是风速变化时的调速过程示意图。
设开始工作与Ａ２点，风速增大至Ｖ２后，由于惯性影响，转速还没来得及变化，工作点从Ａ２移至Ａ１，这时涡轮机产生的机械功率大于电机发出的电功率，机组加速，沿对应于Ｖ２的曲线向Ａ３移动，最后稳定于Ａ３点，风速减小至Ｖ３时的转速下降过程也类似，将沿Ｂ２－Ｂ１－Ｂ３轨迹运动。
【精品】风电知识问答
【精品】风电知识问答一、关于风电 1、风能来源于何处？答：风能是由太阳辐射热引起的，是太阳能的一种转换形式。
太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。
据估计，到达地球的太阳能中大约有 2％转化为风能，全球风能约为 2. 74 109MW，其中可利用的风能为 2 107MW，比地球上可开发利用的水能总量大 1 0 倍。
2、我国的风能总量有多少？答：我国 10 米高度层的风能资源总储量为 32. 26 亿千瓦，其中实际可开发利用的风能资源储量为 2. 53 亿千瓦。
据估计，我国近海风能资源约为陆地的 3 倍。
因此，我国可开发风能资源总量约为 10 亿千瓦。
3、风机功率如何计算？答：一般来讲，风机叶片从风中吸收的功率可以用下面的公式表示：功率＝ 1/2 空气密度面积风速 3 风能利用系数面积＝R2 其中，功率单位为瓦特；空气密度单位为千克/立方米，空气密度随气压和温度而变；面积指风轮扫掠面积，单位为平方米；风速单位为米/秒；风能利用系数为风力机将风能转换为机械能的效率，它与风速、叶片转速、叶片直径和桨叶节距角均有关系，是1/ 12叶尖速比和叶节距角的函数。
于上述公式中可以看出，风功率与速度的三次方（立方）成正比，并与风叶扫掠面积成正比。
4、什么是海风、陆风？答：白天，大陆上的气流受热膨胀上升至高空流向海洋，到海洋上空冷却下沉，在近地层海洋上的气流吹向大陆，补偿大陆的上升气流，低层风从海洋吹向大陆，称为海风；夜间，情况相反，低层风从大陆吹向海洋，称为陆风。
5、为什么说风能是一种绿色能源？答：风能是一种干净的自然能源，没有常规能源与核电会造成环境污染的问题。
风电机组平均每发电 1 亿千瓦时，按同比等量计算，相当于节约标准煤 3. 8 万吨，节水 31 万吨，减排二氧化碳 10. 5 万吨、二氧化硫 600 吨。
而且风机不会危害鸟类和其它野生动物。
在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为一种高效清洁的新能源有着巨大的发展潜力。
风力发电机的几种功率调节方式
风力发电机的几种功率调节方式作者：佚名发布时间：2009-5-5随着计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域，并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展，控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展，甚至向智能型控制发展。
作为风力资源较为丰富的国家之一，我国加快了风电技术领域的自主开发与研究，兆瓦级变速恒频的风力发电机组国产化已列入国家“863”科技攻关顶目。
本文针对当前并网型风力发电机组的几种功率凋节控制技术进行了介绍。
l 定桨距失速调节型风力发电机组定桨距是指桨叶与轮载的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。
失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速69，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。
为了提高风电机组在低风速时的效率，通常采用双速发电机（即大/小发电机）。
在低风速段运行的，采用小电机使桨叶具有较高的气动效率，提高发电机的运行效率。
失速调节型的优点是失速调节简单可靠，当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不作任何控制，使控制系统大为减化。
2 变桨距调节型风力发电机组变桨距是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其桨距角的大小。
其调节方法为：当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节桨距角调到45”，当转速达到一定时，再调节到0“，直到风力机达到额定转速并网发电；在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节；当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率。
随着风电控制技术的发展，当输出功率小于额定功率状态时，变桨距风力发电机组采用OptitiP技术，即根据风速的大风力发电机的几种功率调节方式作者：佚名发布时间：2009-5-5调整发电机转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比，优化输出功率。
基于叶尖速比控制的风力发电的最大风能捕获分析
４总结 ．
一
图１ 风能利用系数 ｃ 与 叶尖速 比 关 系曲线 ｐ 风能利用 系数 ｃ 是表征风 力机效率 的重要参数 ， ｐ 是一个与 风速 ， 叶片转速 ， 叶片直径均有关 系的量 。定义风力 机的另一个重要 参数叶 尖速 比入 即是叶片的叶尖线速度 与风速之 比。 ，
：
。
在 变速 风力 发 电系统 中 ， 最大 风能追 踪 是其 主要 的控制 目标 之 本 文对 当前 比较常 见的几种 最大风 能追踪 的方法进 行详 细的 阐
Ｅ：ｌ
ｐＣｍ （ ｓ ｐ
（） ５
由（） ５式可 得到风轮机 的输出功率 Ｐ ｍ与转速 Ｗ的特性 ， 在不同 的 风速 下 ， 风力 机 的输 出功率 Ｐ ｍ与风轮 角速度 Ｗ呈非 线性关 系 ， 图 ２ 如
所示气体质量 ， ＝ｖ， 一 体 的速度 （ 一 ｍ ｐｓ、 气 风速 ） ｓ 一空气 ｒ ，Ｐ ｄ 密度 ，Ｃ ’ —气流流过的截 面积 ， ｋ ｍ， ｓ ｍ
图２风力机输出功率 Ｐ Ｗ 、的关系曲线 与 ｒ ｖ 理论分析 可以知道 ， 风力机 的输 出功率 是风速的立方函数关系 ， 随 着风速增加 ， 出功率是无 限大的。但是实 际的变速风力发 电机组受 输 到两个基本 的限制 ： ① 功率 限制 ， 所有 的电路及 电力电子器件都受 功率限制 ； ②转速 限制 ， 所有 的旋转部件的机械强度受转速的限制。 作 为变速风力发 电机组 ， 一个重要 的 目标是追求 最大限度地将 风 能转变为 电能 ， 以提高机组 的运行 效率 。风力 发电机组可分 为三个不 同的区域运行 ： ｃ 恒定 区 ｐ 通过对发 电机 的转速进行控 制 ｃ 不断上升 ， ｐ 直到 Ｃ ＝ ｐ ａ， ｐＣ ｍ ｘ 进人 ｃ 恒 定区 ， ｐ 这时机组在最佳状态 下运行 。这段 区域主要是调 节发电机 组力 矩， 使转速 随着风速而变化 ， ＝ 实现最大风能捕获。 使ｋ ｈ ，
风力发电机设计与制造课程设计
一．总体参数设计总体参数是设计风力发电机组总体结构和功能的基本参数，主要包括额定功率、发电机额定转速、风轮转速、设计寿命等。
1.额定功率、设计寿命根据《设计任务书》选定额定功率P r =；一般风力机组设计寿命至少为20年，这里选20年设计寿命。
2.切出风速、切入风速、额定风速= 3m/s切入风速取 Vin= 25m/s切出风速取 Vout= 12m/s（对于一般变桨距风力发电机组（选）的额定风速与平均风速额定风速 Vr==×≈12m/s）之比为左右,Vr3.重要几何尺寸(1) 风轮直径和扫掠面积由风力发电机组输出功率得叶片直径：其中：P r——风力发电机组额定输出功率，取；——空气密度（一般取标准大气状态），取m3；V r——额定风速，取12m/s；D——风轮直径；η——传动系统效率，取；1η——发电机效率，取；2η——变流器效率，取；3C p——额定功率下风能利用系数,取。
由直径计算可得扫掠面积：m综上可得风轮直径D=104m，扫掠面积A=848224.功率曲线自然界风速的变化是随机的, 符合马尔可夫过程的特征, 下一时刻的风速和上一时刻的结果没什么可预测的规律。
由于风速的这种特性, 可以把风力发电机组的功率随风速的变化用如下的模型来表示：)(t P ——在真实湍流风作用下每一时刻产生的功率, 它由t 时刻的V(t)决定;)(t P stat ——在给定时间段内V(t)的平均值所对应的功率；)(△t P ——表示t 时刻由于风湍流引起的功率波动。
对功率曲线的绘制, 主要在于对风速模型的处理。
若假定上式表示的风模型中P stat (t)的始终为零, 即视风速为不随时间变化的稳定值, 在切入风速到切出风速的范围内按照设定的风速步长, 得到对应风速下的最佳叶尖速比和功率系数,带入式：1η——传动系统效率，取；2η——发电机效率，取； 3η——变流器效率，取；——空气密度（一般取标准大气状态），取m 3； V r ——额定风速，取12m/s ； D ——风轮直径；C p ——额定功率下风能利用系数,取。
利用blade风力发电机组功率曲线计算方法
利用blade风力发电机组功率曲线计算方法以及流程目录1、概述 (1)2. 特性取得定方法 (1)2.1 空气动力参数确定 (1)2.2 整机摩擦系数 (2)2.3 齿轮箱效率曲线 (2)2.4 发电机效率曲线 (3)2.5 变流器效率曲线 (3)3. 生成功率曲线 (3)3.1 仿真计算风机功率曲线 (4)3.1.1 风机叶片数据包 (4)3.1.2 风机未并网用电量 (4)3.1.3 风机工作点损耗 (4)3.1.4 确定最佳控制系数Kopt (4)3.2 计算功率曲线 (7)3.3 现场测试 (9)4. 功率曲线数据提供管理 (9)1、概述风机风功率曲线由风机的特性决定。
主要有下列特性确定：●风机叶片空气动力特性●整机机械摩擦●齿轮箱效率●发电机效率●变流器效率等在没有对风机进行风功率测试及认证的情况下，需要通过仿真的方法对风机分功率曲线进行仿真计算，得出风机的功率曲线，以便提供客户风机功率曲线。
2. 特性取得定方法通过仿真确定风机的功率特性主要采取仿真与工厂测量相结合的方法。
对于在制造工厂及现场可以测量的特性数据，可以在制造工厂或在现场实地测量来确定，2.1 空气动力参数确定空气动力参数由叶片生产厂家提供叶片空气动力参数数据包确定。
对于参数的确定要求与厂家有书面和电子文档的方法进行。
叶片生产厂家需要提供书面的空气动力参数，主要包括：●叶片数据的功率值；●对应的Cp值；●转速值；●推力系数；提供的电子数据位Bladed 仿真软件可利用的数据文件。
主要内容包括：●叶片型号●数据包主版本号●数据包分版本号●数据包生成日期●数据包制作人及审批人2.2 整机摩擦系数整机摩擦系数可以通过实际测量的方法来实现。
具体测量方法如下：当风机在现场运行时，将风机调整至调试方式。
对风机在一组风速下运行时的转速进行测量，再通过计算得出风机的整机在各风速情况下的摩擦系数曲线值。
1)确定风速小于5 m/s；2)设定风机为调试方式，即不并网运行；3)设定风机转速对于双馈风力发电机，设定风机转速为0.5ωn，测量风速，风轮转速及变桨角度的 3 min 平均值；4)分别测量0.6ωn，0.7ωn，0.8ωn，0.9ωn，1.0ωn及1.1ωn的风速，风轮转速及变桨角度值；5)通过数学模型计算风机的摩擦系数曲线；详细说明见附件二。
《风力发电技术》简答题、名词解释总结.
一、名词解释1、风能密度答: 风能密度是指空气在单位时间里流过单位面积时产生的动能。
风能密度与风速的三次方成正比。
２、实度答：风轮的叶片面积与风轮扫略面积之比。
３、升阻比答：是升力和阻力的比值，也就是升力系数和阻力系数的比值，是评价机翼或模型飞机空气动力性能的参数。
４、来流角答：桨叶切面的相对气流合速度W与桨毂旋转平面之间的夹角叫做来流角。
５、桨距角答：在指定的叶片径向位置叶片弦线与风轮旋转面间的夹角。
６、尖速比答：风轮叶片尖端线速度与风速之比称为叶尖速比；叶片越长，或者叶片转速越快，同风速下的叶尖速比就越大。
７、安装角答：安装角是指机翼安装在机身上时翼根翼剖面弦线与机身轴线之间的夹角。
８、攻角答:攻角指的是飞机机翼弦线与相对风(空气流场向量)的夹角。
9、设计风轮答：取决于使用风力机地区的风能资源分布。
二、简答题⒈通过vilson理论确定轴向和圆周方向的诱导速度，并给出两者之间的关系。
⒉推导阻力不可忽略时风轮的理论气动效率。
⒊简述风力机的相似准则和相似条件。
答：①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力传递过程以及空气在风轮内向流动过程相似，或者说他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，并计及雷诺数的影响。
②相似条件⒋风力机吊装包括哪几部分？答：风机吊装包括吊装前准备、塔筒吊装、机舱吊装、桨叶组合、风轮吊装、消缺等部分。
⒌简述接入电网的交流电的条件。
答：电压有效值相等、频率相等、相位相等。
⒍简述风力发电系统的组成答：风力发电系统通常有以下部分组成：风轮、调向装置、调速（限速）机构、传动装置、发电装置、蓄能装置、逆变装置、控制装置、塔架及附属部件组成。
⒎推导Glauert理论下叶片所受轴向推力T、圆周方向转矩M、有用功率P。
风能利用系数与叶尖速比和桨距角的函数
风能利用系数是评价风力发电机性能的重要指标之一。
在设计风力发电机的过程中，需要综合考虑多个因素，其中包括叶尖速比和桨距角。
这两个参数都对风能利用系数有着重要的影响，下面我们将分析它们与风能利用系数之间的函数关系。
一、叶尖速比的影响叶尖速比是风力发电机叶片末端的线速度与风速之比。
通常情况下，叶尖速比的取值范围在5-9之间。
而叶尖速比对风能利用系数的影响是非常显著的。
当叶尖速比过大时，风力发电机叶片的阻力将会增大，从而导致风能利用系数下降。
而叶尖速比过小时，叶片的转动效率也会下降，同样会导致风能利用系数的降低。
叶尖速比与风能利用系数的函数关系可以用一个类似抛物线的曲线来描述。
随着叶尖速比的增加，风能利用系数先增加后减小，存在一个最大值点。
二、桨距角的影响桨距角是指风力发电机叶片相对于风向的角度。
它对风能利用系数也有着重要的影响。
当桨距角过小时，叶片受风面积减小，受风面积受风能利用系数也会下降。
而当桨距角过大时，叶片的承受风压面积增大，同样会导致风能利用系数的减小。
桨距角与风能利用系数也呈现出类似抛物线的函数关系。
三、风能利用系数的函数关系根据叶尖速比和桨距角对风能利用系数的影响，可以得出风能利用系数与叶尖速比和桨距角之间具有函数关系。
在实际的工程设计中，通常需要对叶尖速比和桨距角进行综合考虑，通过数值模拟和实验验证，得出最佳的风能利用系数对应的叶尖速比和桨距角。
四、结语风能利用系数与叶尖速比和桨距角之间的函数关系是风力发电机设计中一个重要的研究课题。
通过合理地选择叶尖速比和桨距角，并综合考虑风动力特性、结构强度和材料成本等多个因素，可以提高风力发电机的发电效率和经济性。
希望未来能够进一步深入研究风能利用系数与叶尖速比和桨距角之间的函数关系，为风力发电行业的发展做出更大的贡献。
风力发电作为清洁能源发电的重要来源，其发电效率和经济性一直备受关注。
在风力发电机的设计和运行中，风能利用系数作为衡量风力发电机性能的重要指标之一，对于提高风力发电机的发电效率具有重要意义。
风机的叶尖速比
风机的叶尖速比周日, 2008-03-02 03:16 — xieyaqian叶尖速比是用来表述风电机特性的一个十分重要的参数。
它等于叶片顶端的速度（圆周速度）除以风接触叶片之前很远距离上的速度；叶片越长，或者叶片转速越快，同风速下的叶尖速比就越大。
.根据叶尖速比的不同，我们可以把风电机分成两类：慢速比风电机和快速比风电机：慢速比:慢速比风电机的速度比最大为2.5 。
所有以阻力原理作用的风电机的叶尖速比都小于1，属于慢速比风电机。
以浮力原理作用的风电机，如果其叶尖速比在1到2.5之间，也被称为慢速比风电机。
Westernmills 和某些风力泵的叶尖速比大概是1，而Bock风车以及荷兰风车的叶尖速比大概是2。
快速比:快速比风电机是指按照浮力原理作用的风电机，并且其叶尖速比在2.5到15之间。
几乎所有的现代风电机（叶片数一到三）都属于此类。
叶尖速比对风电机的建造结构和形状有很大的影响，比如：叶片转速：如果叶片长度一定，那么叶尖速比越大，叶片的转速也就越快。
只有一个叶片的风电机，其叶尖速比很高，旋转速度也要比三叶片的风电机快的多。
需要注意的是，风力泵的叶尖速比虽然属于慢速比机械，但旋转速度一般都很快。
原因是其转动直径很小，最终圆周速度相对低很多，所以属于慢速比机械。
叶片数：Westernmills的叶尖速比比较低（大约为1），所以需要更多的叶片来遮挡风，一般有20到30个叶片；荷兰风车的速度比大约为2，一般有4个叶片。
现代三叶片风电机的叶尖速比大约为6，而一个叶片的风电机，其叶尖速比大概为12。
叶片切面：快速比风机的叶片一般都设计的细长而薄，其原因就是叶片切割风的时候，与风的相对速度十分高。
（站长注：这段我看不懂，只是照原文翻译。
）风机的转化效率系数：快速比风机由于产生的涡流损失要比慢速比风机低很多，所以其作用系数要明显比慢速比的风机高。
一般慢速比风机的转化效率系数cP在0.3到0.35之间，而快速比的风机能够达到0.45到0.55。