风力发电基础知识介绍ppt课件
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《风力发电介绍》课件
成功风力发电项目介绍
01
成功案例一
荷兰的“巨人风车”项目
02
成功案例二
丹麦的哥本哈根风电场
03
04
成功案例三
德国的勃兰登堡风电场
成功案例四
美国加利福尼亚州的“沙漠之 风”风电场
风力发电在偏远地区的实际应用
应用一
为偏远地区提供电力供应，解决能源问题
应用二
促进偏远地区的经济发展，创造就业机会
应用三
改善偏远地区的生态环境，减少对化石燃料 的依赖
风力发电的原理
风力发电的基本原理是利用风的动力 ，通过风力发电机组的风轮机叶片旋 转，从而驱动发电机转动，将机械能 转化为电能。
风轮机叶片受到风的作用产生旋转动 力，驱动发电机转动，进而产生电能 。发电机产生的电能通过变压器升压 后接入电网，供给用户使用。
风力发电的优势与局限性
优势
风能是一种可再生、无污染的能源，风力发电能够减少化石 燃料的消耗和二氧化碳等温室气体的排放，有助于环境保护 和气候变化应对。同时，风能分布广泛，尤其在资源丰富的 地区，风力发电具有很大的开发潜力。
《风力发电介绍》ppt课件
目 录
• 风力发电概述 • 风力发电技术 • 风力发电的应用 • 风力发电的未来展望 • 风力发电案例研究
01
风力发电概述
风力发电的定义
01
风力发电是指利用风能转化为电 能的发电方式，通过风力发电机 组将风能转化为机械能，再通过 发电机将机械能转化为电能。
02
风力发电是一种可再生能源，具 有清洁、环保、可持续等优点， 是全球范围内大力推广的能源利 用方式。
应用四
提高偏远地区的能源安全，保障能源供应的 稳定性
大型风电场的建设与管理
风力发电-ppt概述
德国北方风电项目
德国北方风电项目是全球最大的陆上风电项目之一，位于德国北部沿海地区。该项目由多个风电场组成，总装机 容量超过400兆瓦，每年可提供约1.2太瓦时的清洁能源。该项目采用先进的涡轮发电机技术，提高了能源转换效 率和可靠性。
中国风力发电项目介绍
甘肃酒泉风电基地
甘肃酒泉风电基地是中国最大的风电基地之一，位于甘肃省酒泉市。该基地总装机容量超过1000兆 瓦，拥有数千台风力发电机组，覆盖面积超过200平方公里。该基地的建设推动了当地经济发展和清 洁能源产业的发展。
风能资源的分布不均，主要集中在沿海地区、草原地区和部分山 区，其他地区的风能资源相对较少。
对土地资源的需求
建设风电场需要占用大量的土地资源，可能会对当地生态环境造成 一定影响。
对电网的依赖
风能具有不稳定性，因此需要依赖电网进行调节和平衡，对电网的 运行管理提出了更高的要求。
02
风力发电技术
风力发电机组
01
02
03
04
风力发电机组是风力发电的核 心设备，包括风轮、发电机、
塔筒等部分。
风轮将风能转化为机械能，通 过传动系统传递给发电机，最
终转化为电能。
风力发电机组有水平轴和垂直 轴两种类型，其中水平轴风力
发电机组应用更为广泛。
风力发电机组的功率和转速受 风速影响，需要进行调速和限
幅控制。
风力发电控制系统
清洁环保
风力发电是一种清洁能源，不会 排放有害气体和废弃物，对环境 友好。
风力发电的优势与局限性
节能高效
随着技术的不断进步，风力发电机组的效率和可靠性不断提高，能够满足大规 模能源需求。
地理分布广泛
风能分布广泛，尤其在沿海地区和内陆高原地区，具有较大的开发潜力。
德国北方风电项目是全球最大的陆上风电项目之一，位于德国北部沿海地区。该项目由多个风电场组成，总装机 容量超过400兆瓦，每年可提供约1.2太瓦时的清洁能源。该项目采用先进的涡轮发电机技术，提高了能源转换效 率和可靠性。
中国风力发电项目介绍
甘肃酒泉风电基地
甘肃酒泉风电基地是中国最大的风电基地之一，位于甘肃省酒泉市。该基地总装机容量超过1000兆 瓦，拥有数千台风力发电机组，覆盖面积超过200平方公里。该基地的建设推动了当地经济发展和清 洁能源产业的发展。
风能资源的分布不均，主要集中在沿海地区、草原地区和部分山 区，其他地区的风能资源相对较少。
对土地资源的需求
建设风电场需要占用大量的土地资源，可能会对当地生态环境造成 一定影响。
对电网的依赖
风能具有不稳定性，因此需要依赖电网进行调节和平衡，对电网的 运行管理提出了更高的要求。
02
风力发电技术
风力发电机组
01
02
03
04
风力发电机组是风力发电的核 心设备，包括风轮、发电机、
塔筒等部分。
风轮将风能转化为机械能，通 过传动系统传递给发电机，最
终转化为电能。
风力发电机组有水平轴和垂直 轴两种类型，其中水平轴风力
发电机组应用更为广泛。
风力发电机组的功率和转速受 风速影响，需要进行调速和限
幅控制。
风力发电控制系统
清洁环保
风力发电是一种清洁能源，不会 排放有害气体和废弃物，对环境 友好。
风力发电的优势与局限性
节能高效
随着技术的不断进步，风力发电机组的效率和可靠性不断提高，能够满足大规 模能源需求。
地理分布广泛
风能分布广泛，尤其在沿海地区和内陆高原地区，具有较大的开发潜力。
风力发电ppt较详细PPT课件
市场推广
通过宣传和教育，提高公 众对风力发电的认识和接 受度，促进市场需求增长。
竞争环境
建立公平的市场竞争机制， 打破行业垄断，吸引更多 企业参与风力发电项目的 投资和建设。
技术瓶颈与解决方案
风能利用率
提高风能利用率，降低风能成本， 是当前面临的主要技术瓶颈之一。 通过研发更高效的风力发电机组 和优化风电场布局，可以提高风
能利用率。
储能技术
发展储能技术，解决风能发电的 间歇性问题。例如，利用电池、 抽水蓄能、压缩空气储能等技术， 实现风电场的有功无功调节和调
峰填谷。
输电技术
加强智能电网建设和特高压输电 技术的研究，提高风电并网和远
距离输送的能力，降低损耗。
环境保护与可持续发展
减少对环境的影响
合理规划风电场的位置和规模，避免对生态环境造成破坏。同时，加强风电设备 的噪声和视觉污染治理，降低对周边居民的影响。
海上风电发展
海上风电资源丰富，未来 将有更多的海上风电项目 建成并投入运营。
风力发电与其他可再生能源的结合
太阳能与风能结合
太阳能和风能在时间和地域上具有互补性，结合使用可提高可再 生能源的利用效率。
风能与水能结合
风能和水能在动力转换上具有协同效应，结合使用可实现能源的更 高效利用。
多种可再生能源的综合利用
风力发电的优势与局限性
优势
风能是一种可再生能源，利用风能发电有助于减少化石燃料的消耗和温室气体 排放；风能分布广泛，可利用风能资源丰富；风力发电技术成熟，经济效益逐 渐提高。
局限性
风能是一种间歇性能源，受天气和季节影响较大；风力发电机组占地面积较大， 对土地资源有一定需求；风力发电在建设、维护和拆除过程中可能对环境产生 一定影响。
风力发电基础课件
回转平面与叶片截面
弦长的夹角
运动旋转方向
u R 2Rn
dL气流升力
相对
速度
dL
1 2
Cl w2dS
dD
1 2
Cd
w 2dS
dF气流w产生的气动力
驱动功率dPw= dT
风输入的总气动功率:P=vΣFa 旋转轴得到的功率:Pu=Tω
风轮效率η=Pu/P
叶片的几何参数
3. 旋转叶片的气动力(叶素分析)
v v1 v2 2
，
贝兹理
最大理想功率为：Pmax
8 27
Sv13
论的极 限值
风力机的理论最大效率：max
Pmax E
(8 / 27)Sv13
1 2
Sv13
16 27
0.593
风力发电机从自然风中所能索取的能量是有限的，其 功率损失部分为留在尾流中的旋转动能。
风力发电机基础理论
3.风力机的主要特性系数
对于有限长的叶片，风轮叶片下游存在着尾迹涡，它形成两 个主要的涡区：一个在轮毂附近，一个在叶尖。有限叶片数由 于较大的涡流影响将造成一定的能量损失，使风力机效率有所 下降。
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。
涡流理论
叶片静止时，据赫姆霍兹定理，叶片附着涡和后缘尾涡 组成马蹄涡系。简化后，将叶片分成无限多沿展向宽度很小 的微段。
叶片的几何参数
2.升力和阻力的变化曲线
0.8
Cl •升力系数与阻力系数是随攻角变化的
0.6
0.4
失速点
0.2
Cd
i
i -30o -20o -10o 0o 10o 20o
-0.2 Cl min
弦长的夹角
运动旋转方向
u R 2Rn
dL气流升力
相对
速度
dL
1 2
Cl w2dS
dD
1 2
Cd
w 2dS
dF气流w产生的气动力
驱动功率dPw= dT
风输入的总气动功率:P=vΣFa 旋转轴得到的功率:Pu=Tω
风轮效率η=Pu/P
叶片的几何参数
3. 旋转叶片的气动力(叶素分析)
v v1 v2 2
，
贝兹理
最大理想功率为：Pmax
8 27
Sv13
论的极 限值
风力机的理论最大效率：max
Pmax E
(8 / 27)Sv13
1 2
Sv13
16 27
0.593
风力发电机从自然风中所能索取的能量是有限的，其 功率损失部分为留在尾流中的旋转动能。
风力发电机基础理论
3.风力机的主要特性系数
对于有限长的叶片，风轮叶片下游存在着尾迹涡，它形成两 个主要的涡区：一个在轮毂附近，一个在叶尖。有限叶片数由 于较大的涡流影响将造成一定的能量损失，使风力机效率有所 下降。
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。
涡流理论
叶片静止时，据赫姆霍兹定理，叶片附着涡和后缘尾涡 组成马蹄涡系。简化后，将叶片分成无限多沿展向宽度很小 的微段。
叶片的几何参数
2.升力和阻力的变化曲线
0.8
Cl •升力系数与阻力系数是随攻角变化的
0.6
0.4
失速点
0.2
Cd
i
i -30o -20o -10o 0o 10o 20o
-0.2 Cl min
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；
第13页/共73页
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
第10页/共73页
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；
第11页/共73页
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。
第27页/共73页
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。
风力发电-ppt概述
风轮旋转平面与风向垂直 叶片径向安装，与风轮旋转平面成 一角度 大型风力机叶片数少，转速高，用 于发电 小型风力机叶片数多，转速低，用 于提水
5.2 风力机基本型式
5.2 风力机
5.2 风力机基本型式
达里厄式风力机 利用翼型的升力做功 Φ型风轮弯叶片只承受张力， 不承受离心力载荷 Φ型叶片重量轻，转速高 不便采用变桨矩方法实现自启 动和控制转速 扫掠面积小
功功率；
（3）通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输出的无
04
电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低于同步转速时都能保持发电状态；
（2）通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于由电网
03
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
（1）转子电流的频率为转差频率，跟随转子转速变化；
风力发电技术
PART 1
风力机系统： 桨叶 轮毂 主轴 调桨机构（液压或电动伺服 机构） 偏航机构（电动伺服机构） 刹车、制动机构 风速传感器
风力发电机系统
发电机系统： 发电机 励磁调节器（电力电子变换器） 并网开关 软并网装置 无功补偿器 主变压器 转速传感器
风力发电机系统
5.1 风力发电机组分类
02
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
双馈异步发电机的运行原理— 转子交流励磁
01
与转差率有关（约为电磁功率的0.3倍，|s|<0.3）
（4）转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率，容量
05
系统特点：
变速恒频双馈异步风力发电机系统
连续变速运行，风能转换率高； 部分功率变换，变频器成本相对较低； 电能质量好（输出功率平滑，功率因数高）； 并网简单，无冲击电流； 降低桨距控制的动态响应要求； 改善作用于风轮桨叶上机械应力状况； 双向变频器结构和控制较复杂； 电刷与滑环间存在机械磨损。
5.2 风力机基本型式
5.2 风力机
5.2 风力机基本型式
达里厄式风力机 利用翼型的升力做功 Φ型风轮弯叶片只承受张力， 不承受离心力载荷 Φ型叶片重量轻，转速高 不便采用变桨矩方法实现自启 动和控制转速 扫掠面积小
功功率；
（3）通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输出的无
04
电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低于同步转速时都能保持发电状态；
（2）通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于由电网
03
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
（1）转子电流的频率为转差频率，跟随转子转速变化；
风力发电技术
PART 1
风力机系统： 桨叶 轮毂 主轴 调桨机构（液压或电动伺服 机构） 偏航机构（电动伺服机构） 刹车、制动机构 风速传感器
风力发电机系统
发电机系统： 发电机 励磁调节器（电力电子变换器） 并网开关 软并网装置 无功补偿器 主变压器 转速传感器
风力发电机系统
5.1 风力发电机组分类
02
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
双馈异步发电机的运行原理— 转子交流励磁
01
与转差率有关（约为电磁功率的0.3倍，|s|<0.3）
（4）转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率，容量
05
系统特点：
变速恒频双馈异步风力发电机系统
连续变速运行，风能转换率高； 部分功率变换，变频器成本相对较低； 电能质量好（输出功率平滑，功率因数高）； 并网简单，无冲击电流； 降低桨距控制的动态响应要求； 改善作用于风轮桨叶上机械应力状况； 双向变频器结构和控制较复杂； 电刷与滑环间存在机械磨损。
风力发电基础知识介绍 PPT
7
2)陆地上方的空气加热速度要比海 洋上更快，陆地上的热空气上升到 一定高度后冷却。
8
3)这些冷空气逐渐向海洋上方移 动，在这里下沉并被向陆地方向 挤压，空气向陆地的流动就是我 们所说的风。因此，说明太阳是 风形成的原因所在！
9
1) 大气层包围着地球 它的内部被称为对流层，距地球表面约十公里，完 全由空气组成。接近地球表面有大量的空气，而8－ 10公里以外空气却很稀薄，
Electric Generator 发电机
输出功率
Speed 速度
Controller 控制器
Wind Speed & Direction 风速与方向
16
装配一台风机 一台风机是由许多部分组成的？
塔架 机舱 变压器 叶轮 基础
17
叶轮 叶轮被固定在大 的主轴上，大的 叶轮有三个吸收 风能的叶片，风 速足够大时就会 驱动叶轮旋转！
34
高速轴 发电机与齿轮箱是通过高速轴连 接的. 高速轴转动并不像主轴那样具有 很大的扭矩 这就是高速轴看起来很细的原因。 另一方面，高速轴转速很快， 达到了每分钟1500转
35
机械刹车 一台风机有两套原理不同的刹车： 一套是叶尖刹车，另一套是机械 刹车。
机械刹车被安装在发电机与齿轮箱之间 的高速轴上，它仅仅被用在当叶尖刹车 失败需要紧急刹车时。当风机在停机检 修状态时，启动刹车装置以避免因风机 突然启动而产生的隐患。
32
主轴 叶轮被用螺栓固定在风 机主轴上一个强度很高 的圆盘上。
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。
33
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 主轴缓慢旋转将很大的力传送 到齿轮箱里，通过传动装置将 转速成比例提高。
风力发电技术基础教程ppt课件
直于W的升力元dL。 • 另一方面，dR还可分解为推力元dF和扭矩元dT，由几何关系可得：
dF＝dLcos + dDsin dT＝r(dLsin - dD cos )
35
• 由于可利用阻力系数CD和升力系数Cl 分别求得dD和dL:
2
dL = 1/2 CLW C dr 2
dD = 1/2 CD W C dr 故dF和dT可求。 • 将叶素上的力元沿展向积分，得： —作用在叶轮上的推力：F= dF —作用在叶轮上的扭矩：T= dT —叶轮的输出功率：P= dT= T
• 风力发电机组（以下简称风力机）是一种能量转换装置——将风能转换为电能的。
5
6
二、风力发电机组的主要机型
• 按叶片与轮毂的联接方式分： —定桨距 （失速型）机组 —变桨距机组
• 按叶轮转速是否恒定分： —定速风力机
—变速风力机
•其它机型 —主动失速型 —无齿轮箱型 —海上机组
7
• 基本特征 —水平轴 —三叶片 —上风式 —双速发电机
9
第二章 风力机基础理论 • 叶片的空气动力特性 • 叶轮的空气动力模型
10
§2.1 空气动力学的基本概念 一、流线 • 气体质点：体积无限小的具有质量和速度的流体微团。 • 流线：
—在某一瞬时沿着流场中各气体质点的速度方向连成的一条平滑曲线。 —描述了该时刻各气体质点的运动方向：切线方向。 —流场中众多流线的集合称为流线簇。一般情况下，各流线彼此不会相交如图所示。
18
• 上翼面：凸出的翼型表面。 • 下翼面：平缓的翼型表面。 • 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。 • 厚度：翼弦垂直方向上上下翼面间的距离。
—厚度分布：沿着翼弦方向的厚度变化。 • 弯度：翼型中弧线与翼弦间的距离。
dF＝dLcos + dDsin dT＝r(dLsin - dD cos )
35
• 由于可利用阻力系数CD和升力系数Cl 分别求得dD和dL:
2
dL = 1/2 CLW C dr 2
dD = 1/2 CD W C dr 故dF和dT可求。 • 将叶素上的力元沿展向积分，得： —作用在叶轮上的推力：F= dF —作用在叶轮上的扭矩：T= dT —叶轮的输出功率：P= dT= T
• 风力发电机组（以下简称风力机）是一种能量转换装置——将风能转换为电能的。
5
6
二、风力发电机组的主要机型
• 按叶片与轮毂的联接方式分： —定桨距 （失速型）机组 —变桨距机组
• 按叶轮转速是否恒定分： —定速风力机
—变速风力机
•其它机型 —主动失速型 —无齿轮箱型 —海上机组
7
• 基本特征 —水平轴 —三叶片 —上风式 —双速发电机
9
第二章 风力机基础理论 • 叶片的空气动力特性 • 叶轮的空气动力模型
10
§2.1 空气动力学的基本概念 一、流线 • 气体质点：体积无限小的具有质量和速度的流体微团。 • 流线：
—在某一瞬时沿着流场中各气体质点的速度方向连成的一条平滑曲线。 —描述了该时刻各气体质点的运动方向：切线方向。 —流场中众多流线的集合称为流线簇。一般情况下，各流线彼此不会相交如图所示。
18
• 上翼面：凸出的翼型表面。 • 下翼面：平缓的翼型表面。 • 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。 • 厚度：翼弦垂直方向上上下翼面间的距离。
—厚度分布：沿着翼弦方向的厚度变化。 • 弯度：翼型中弧线与翼弦间的距离。
风力发电基础知识介绍 ppt课件
Coupling 联轴器
Electric Generator 发电机
Output Power
输出功率
Speed 速度
Controller 控制器
17
装配一台风机 一台风机是由许多部分组成的？
塔架 机舱 变压器 叶轮 基础
18
叶轮 叶轮被固定在大 的主轴上，大的 叶轮有三个吸收 风能的叶片，风 速足够大时就会 驱动叶轮旋转！
Cut-out or Furling
Velocity 截止或收叶速度
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
使用水冷却时，冷水被导入一些隐藏 在发电机外壳里的管中。水冷却了发 电机加热了水本身。而散热器（如上 图）又利用周围环境的空气再将水冷 却。由此，水在冷却发电机的同时不 断的循环，温度却不会升高。
44
叶轮 所有大型风机都有三个叶片 组成叶轮与主轴连接，而每 种风机的叶片长度都有所不 同。比如有一种风机叶片长 度为25-27米，而最大的风机 的叶片达到39米，这相当于 一懂13层的高楼！
35
高速轴
发电机与齿轮箱是通过高速轴连 接的. 高速轴转动并不像主轴那样具有 很大的扭矩
这就是高速轴看起来很细的原因。 另一方面，高速轴转速很快， 达到了每分钟1500转
36
机械刹车 一台风机有两套原理不同的刹车： 一套是叶尖刹车，另一套是机械 刹车。
机械刹车被安装在发电机与齿轮箱之间 的高速轴上，它仅仅被用在当叶尖刹车 失败需要紧急刹车时。当风机在停机检 修状态时，启动刹车装置以避免因风机 突然启动而产生的隐患。
风力发电 ppt课件
提升风电并网性能
智能电网技术可以提升风电并网性能，解决风电间歇性问题，提高 电网稳定性。
促进能源互联网发展
智能电网与风力发电的融合发展可以促进能源互联网的发展，实现 能源的互联互通和优化配置。
绿色能源政策对风力发电的推动作用
政策支持力度加大
随着全球对气候变化和环境保护的重视程度不断提高，各 国政府纷纷出台绿色能源政策，加大对风力发电的支持力 度。
工作原理
性能参数
列出风力发电机组的主要性能参数， 如功率、效率、额定风速等，并解释 其含义和影响。
详细解释风力发电机组的工作原理， 包括风能捕获、能量转换和电能输出 等过程。
风力发电控制系统
01
02
03
控制策略
介绍风力发电系统的常用 控制策略，如最大功率跟 踪控制、恒速恒频控制等 。
控制系统组成
阐述风力发电控制系统的 基本组成，包括传感器、 控制器、执行器等。
提高风能利用率
高效能风电机组能够更好地捕捉风能，提高风能利用率，从而增 加发电量。
降低度电成本
高效能风电机组的发电效率更高，可以降低度电成本，使风电更 具竞争力。
保证风电稳定性
高可靠性风电机组可以保证风电的稳定性，减少设备故障和维护 成本。
智能电网与风力发电的融合发展
实现可再生能源的高效利用
智能电网技术可以实现可再生能源的高效利用，优化能源结构， 提高能源利用效率。
海上风力发电
定义
海上风力发电是指利用海洋上的风能资源建设大型风力发电设施 。
特点
海上风能资源丰富，风速稳定，发电量大，适合建设大型风电场。
案例
欧洲北海地区是全球最大的海上风力发电区域，其中英国、德国和 荷兰等国家在海上风电领域发展迅速。
智能电网技术可以提升风电并网性能，解决风电间歇性问题，提高 电网稳定性。
促进能源互联网发展
智能电网与风力发电的融合发展可以促进能源互联网的发展，实现 能源的互联互通和优化配置。
绿色能源政策对风力发电的推动作用
政策支持力度加大
随着全球对气候变化和环境保护的重视程度不断提高，各 国政府纷纷出台绿色能源政策，加大对风力发电的支持力 度。
工作原理
性能参数
列出风力发电机组的主要性能参数， 如功率、效率、额定风速等，并解释 其含义和影响。
详细解释风力发电机组的工作原理， 包括风能捕获、能量转换和电能输出 等过程。
风力发电控制系统
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控制策略
介绍风力发电系统的常用 控制策略，如最大功率跟 踪控制、恒速恒频控制等 。
控制系统组成
阐述风力发电控制系统的 基本组成，包括传感器、 控制器、执行器等。
提高风能利用率
高效能风电机组能够更好地捕捉风能，提高风能利用率，从而增 加发电量。
降低度电成本
高效能风电机组的发电效率更高，可以降低度电成本，使风电更 具竞争力。
保证风电稳定性
高可靠性风电机组可以保证风电的稳定性，减少设备故障和维护 成本。
智能电网与风力发电的融合发展
实现可再生能源的高效利用
智能电网技术可以实现可再生能源的高效利用，优化能源结构， 提高能源利用效率。
海上风力发电
定义
海上风力发电是指利用海洋上的风能资源建设大型风力发电设施 。
特点
海上风能资源丰富，风速稳定，发电量大，适合建设大型风电场。
案例
欧洲北海地区是全球最大的海上风力发电区域，其中英国、德国和 荷兰等国家在海上风电领域发展迅速。
风电课件基础知识.ppt
风电场电气系统
ko
风电场和电气部分的基本概念
§1.2 风电场的概念
风电场是在一定的地域范围内由同一单位经营管理的所有风力 发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共 同组成的集合体。 选择风力资源良好的场地，根据地形条件和主风向，将多台风 力发电机组按照一定的规则排成阵列，组成风力发电机群，并 对电能进行收集和管理，统一送入电网，是建设风电场的基本 思想。
能
用于实现该能量转换过程的成套设备称为风力发电机组。
风机+发电机+调速器
风电场电气系统
ko
风电场和电气部分的基本概念
单台风力发电机组的发电能力是有限的，目前在内陆地区应用 的主流“大型”机组的额定功率为1.5MW和2MW，海上风电机 组的平均单机容量在3 MW左右，最大已达6 MW。
风力发电机组输出的电能经由特定电力线路送给用户或接入电 网。 风力发电机组与电力用户或电网的联系是通过风电场中的电气 部分得以实现的。
一次部分最为重要的是 发电机、变压器、电动机 等实现电能生产和变换的
10kV
10kV
开闭所 10kV
至其它 路灯用 配电站
电动机
加热器
电焊机
电灯
开闭所
风机 泵 空压机 电动葫芦
10kV 10kV 10kV
10kV
常见负荷类型
学校
某商场
380/220V 箱式变电所
10kV 开闭所
10kV 变电站
10kV
电能无法由自然界直接获取，是一种二次能源，那些存在于自然 界可以直接利用的能源被称为一次能源。
电能由电网输送到用户所在地，经降压后分配给最终的用户。
在电能生产到消费之间需要由电能可以传导的路径，由于一定区 域内发电厂和用户的分布非常复杂，因此这一路径自然形成了网 状结构，即所谓的电网，电能由发电厂生产出来以后在电网中根 据其结构按照物理规律自然分配。
ko
风电场和电气部分的基本概念
§1.2 风电场的概念
风电场是在一定的地域范围内由同一单位经营管理的所有风力 发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共 同组成的集合体。 选择风力资源良好的场地，根据地形条件和主风向，将多台风 力发电机组按照一定的规则排成阵列，组成风力发电机群，并 对电能进行收集和管理，统一送入电网，是建设风电场的基本 思想。
能
用于实现该能量转换过程的成套设备称为风力发电机组。
风机+发电机+调速器
风电场电气系统
ko
风电场和电气部分的基本概念
单台风力发电机组的发电能力是有限的，目前在内陆地区应用 的主流“大型”机组的额定功率为1.5MW和2MW，海上风电机 组的平均单机容量在3 MW左右，最大已达6 MW。
风力发电机组输出的电能经由特定电力线路送给用户或接入电 网。 风力发电机组与电力用户或电网的联系是通过风电场中的电气 部分得以实现的。
一次部分最为重要的是 发电机、变压器、电动机 等实现电能生产和变换的
10kV
10kV
开闭所 10kV
至其它 路灯用 配电站
电动机
加热器
电焊机
电灯
开闭所
风机 泵 空压机 电动葫芦
10kV 10kV 10kV
10kV
常见负荷类型
学校
某商场
380/220V 箱式变电所
10kV 开闭所
10kV 变电站
10kV
电能无法由自然界直接获取，是一种二次能源，那些存在于自然 界可以直接利用的能源被称为一次能源。
电能由电网输送到用户所在地，经降压后分配给最终的用户。
在电能生产到消费之间需要由电能可以传导的路径，由于一定区 域内发电厂和用户的分布非常复杂，因此这一路径自然形成了网 状结构，即所谓的电网，电能由发电厂生产出来以后在电网中根 据其结构按照物理规律自然分配。
风力发电技术讲义PPT课件
03
风力发电机组与设备
风力发电机组的主要类型与特点
水平轴风力发电机组
利用水平轴将风能转化为机械旋 转动力，根据风向调节转子叶片 角度，具有较高的风能利用率。
垂直轴风力发电机组
利用垂直轴将风能转化为机械 旋转动力，无需调节转子叶片 角度，适用于低风速地区。
大型风力发电机组
适用于风能资源丰富的地区， 具有高发电量、低成本等优点 ，但建设和安装周期较长。
预防性检修
根据机组运行状态和历史数据，预测 潜在的故障，提前进行检修，避免故 障发生。
风力发电场的运营模式与产业链
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03
运营模式
介绍风力发电场的运营模 式，包括独立运营、合作 运营、租赁运营等。
产业链
分析风力发电产业链的各 个环节，包括设备制造、 风电场建设、运营维护、 电力输送等。
商业模式
风力发电技术的未来发展趋势
技术创新
未来风力发电技术的发展将继续依赖于技术创新，包括新材料、新工艺、智能控制等方面的研究与应 用。这些技术将进一步提高风能利用率和发电效率。
海上风电
海上风电是未来风能发展的重要方向。随着海上风电技术的成熟和成本的降低，海上风电将成为全球 能源供应的重要来源之一。同时，海上风电的建设也将促进海洋工程、船舶制造等相关产业的发展。
风力发电与其他可再生能源的协同发 展有助于提高可再生能源的总体占比， 加速能源结构的转型和优化。
感谢您的观看
THANKS
包括维护、管理、保险等方面 的费用。
投资回报期
评估风电场的投资回报期，判 断投资是否具有经济可行性。
05
风力发电的运行与维护
风力发电机组的运行管理
风力发电机组的启动与关闭
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2) 风的形成主要有两个原因： 地球总是绕着自己的中心轴旋转。当地球转动时，对 流层静止不动，这样你的脑海里可能就会有风形成的 概念了。而事实上在地表数百米的空气层是跟着地球 旋转的。因此如果所有空气（包括地表附近）完全静 止，那么风就不能形成了。
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从风中得到能量的3个主要因素：
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机械刹车 当风机需要被维 修或例行维护时， 机械刹车将叶轮 锁定，使其停止 转动！
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高速轴 高速轴将来自 齿轮箱的能量传 递到发电机，此 时高速轴的转速 达到每分钟1500 转!
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它是如何工作的？ 机舱 叶轮 齿轮箱 发电机 塔架 风 建造地点 组装一台风机
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机舱
主轴 齿轮箱 高速轴 机械刹车 发电机 控制器 风速仪 风向标 偏航电机 偏航轴承 冷却系统 叶轮
主轴 主轴与齿轮箱连 接，叶轮用很大 的力使主轴转动， 因此轴必须足够 粗！
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齿轮箱 大型风机叶轮的 旋转速度在每分 钟27转左右，而 发电机的转速要 在每分钟1500转 左右，因此就需 要齿轮箱将27转 变为1500转！
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偏航轴承 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！
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控制器 风机控制柜里是 一台能控制风机 各个部件的计算 机，计算机使机 舱偏航对风，当 风速仪所测风速 达到某一定值时， 计算机发出命令 释放刹车，使叶 轮转动！
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风速仪 风速仪用来测量 风的速度，它随 时将风速信息它告诉控制 系统风的方向， 计算机启动偏航 电机偏航使叶轮 对风
2)陆地上方的空气加热速度要比海 洋上更快，陆地上的热空气上升到 一定高度后冷却。
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3)这些冷空气逐渐向海洋上方移 动，在这里下沉并被向陆地方向 挤压，空气向陆地的流动就是我 们所说的风。因此，说明太阳是 风形成的原因所在！
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1) 大气层包围着地球 它的内部被称为对流层，距地球表面约十公里，完 全由空气组成。接近地球表面有大量的空气，而8－ 10公里以外空气却很稀薄，
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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.
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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！
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偏航电机 偏航电机将机舱 转动以便使叶轮 准确对风！
14
Available Wind Power
可用风力
Rated Power
额定功率
Rated Output at Rated Wind Speed at Hub Height
毂高度处额定风速下 的额定输出
Cut-out or Furling Velocity
截止或收叶速度
Cut-in speed 启动速度
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主轴 叶轮被用螺栓固定在风 机主轴上一个强度很高 的圆盘上。
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。
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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 主轴缓慢旋转将很大的力传送 到齿轮箱里，通过传动装置将 转速成比例提高。
Speed
偏航控制与变桨 控制
速度
Controller
控制器
Wind Speed & Direction
风速与方向
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装配一台风机 一台风机是由许多部分组成的？
塔架 机舱 变压器 叶轮 基础
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叶轮 叶轮被固定在大 的主轴上，大的 叶轮有三个吸收 风能的叶片，风 速足够大时就会 驱动叶轮旋转！
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高速轴 发电机与齿轮箱是通过高速轴连 接的. 高速轴转动并不像主轴那样具有 很大的扭矩 这就是高速轴看起来很细的原因。 另一方面，高速轴转速很快， 达到了每分钟1500转
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机械刹车 一台风机有两套原理不同的刹车： 一套是叶尖刹车，另一套是机械 刹车。
机械刹车被安装在发电机与齿轮箱之间 的高速轴上，它仅仅被用在当叶尖刹车 失败需要紧急刹车时。当风机在停机检 修状态时，启动刹车装置以避免因风机 突然启动而产生的隐患。
•
• • • • •
风速
通过叶轮的风的横截面 叶轮的转换效率、输电系统、发电机或泵 对风能进行百分之百的利用是不实际的，这是因为在利用过程中要 中断风流，而这一中断将会阻止一部分空气通过叶轮。 因此，一台效率100%的航空发电机最多只能将风中可利用能量的 60%转换为机械能。 设计良好的叶片能够引出理论最高限度的70%，但转换机构的损耗 会将总效率减少到35%或以下。
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发电机 发电机用来产生电流。其内部有一些磁 铁和大量的铜线，发电机转动就产生了 电流。
如果你的自行车上有发电机照明装置，你 就已经了解了发电机了 ，当自行车轮转 动时发电机被带动，产生电流供照明。
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控制器 风机始终被若干台计算机控制着， 这些计算机被统称为风机控制系 统。其中主要的计算机被称为控 制器
风力发电基础知 识介绍
在这里你将了解:
风是如何形成的 风力发电机是如何发电的
1
风 风的产生 风和对流层 从地理上看风的形成
2
3
米勒正站在两个温度不同的房间 的门口，你能看出来哪个房间的 温度更高吗？ 看看烛火，它在朝哪个方向偏？ 当热空气进入温度低的房间，气 流上升，在门口形成了风
4
热空气较轻，因此上升，这就 把低处的空间留给了冷空气， 所以在门口低处，气流又从温 度低的房间进入温度高的房间
Vr
Vout
Wind Speed 风速
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Wind 风
Aero Turbine
Gearing
Coupling
航空涡轮机
Yaw Control & Pitch Control
齿轮装置
Speed & Torque
联轴器
Electric Generator
Output Power
输出功率
发电机
速度与扭矩
5
由于两个屋子之间有温度差， 风就一直在吹。壁炉里的火加 热了空气。热空气流动到温度 低的房间的顶部，最终通过窗 户释放到外界。太阳不断地加 热着地球，壁炉就扮演着太阳 的角色
6
1)当太阳光照射到地球表面时，地 球被加热，而陆地和海洋的吸收热 量的速度是不同的，陆地吸收热的 速度比海洋快的多。
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