几种典型的风力发电系统对比分析

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风力发电机的分类总结

风力发电机的分类总结随着环保意识的不断提高，人们对可再生能源的需求也日益增加，风力发电作为可再生能源中的一种，正受到越来越多的关注与研究。

在风力发电的核心部件中，风力发电机起着至关重要的作用，不同类型的风力发电机也各具特点，本文将对风力发电机的分类作出总结。

1.风轮式发电机风轮式发电机是风力发电机中最常见的一种，主要是通过风轮将风的动能转换成机械能，从而驱动发电机发电。

风轮式发电机可以进一步分为两种类型：水平轴和垂直轴。

水平轴风轮式发电机的主轴安装在地面水平方向上，风轮则安装在轴的上方，垂直轴风轮式发电机则是主轴和风轮都在垂直方向上。

前者具有转速高、功率大等特点，而后者则具有耐风性强、适用范围广等优势。

2.柔性摆臂式风力发电机柔性摆臂式风力发电机是利用风能的背景下发展起来的创新型风力发电技术，它可以在低风速的情况下获得更高的效率。

柔性摆臂式风力发电机使用了独特的柔性摆臂设计，使得每个摆臂能够自由活动，从而最大程度地捕捉到风的能量，从而达到更高的效率。

该技术目前正处于实验研究阶段，但相信未来在风力发电的市场应用中将会有重要的地位。

3.桁架式风力发电机桁架式风力发电机是利用桁架牵引运动的原理来捕捉风能，其外形比较特殊，由于其设计的特殊性，可以在大风、台风等恶劣天气下依然保持安全、稳定的状态。

对于风力发电机而言，长时间的稳定发电是至关重要的，而桁架式风力发电机正是解决了这个问题。

4.喷气式风力发电机喷气式风力发电机是一种比较新颖的风力发电技术，它采用了长方体的设计，内部设有马达和喷射器，可以将风能转化为气压能，并进一步转化为机械能、电能。

该技术具有较高的效率，能够更好地获得平稳的发电量，适合应用于各种不同的风速环境。

除了以上几种类型的风力发电机外，还有一些比较小众的技术，比如带有大型水箱的垂直轴风力发电机、划船式风力发电机等，这些技术虽然规模较小，但从实用性和创新性来讲也不容忽视。

总的来说，不同类型的风力发电机在实际使用中各有特点，而未来风力发电技术的发展也将会有更加创新性、高效率的发展趋势。

几种常见风力发电系统的技术比较

几种常见风力发电系统的技术比较摘要：文章前半部分主要分析了变速同步系统的原理，从对机械齿轮的运行调节效果对其优势进行了探讨，然后分析了双馈感应式风电系统中的转子工作原理，为其优势进行了说明，最后对永磁直驱式风电系统的磁场产生等多方面内容进行了探讨，解释其优势的来源。

文章后半部分对三种风电系统的劣势进行了讨论，从原理上分析了不同技术中存在的问题对其应用造成的劣势，在风电系统建设的过程中具有一定的参考意义。

关键词：风力发电；系统；比较前言变速同步系统、双馈感应式风电系统以及永磁直驱式风电系统是较为常见的几种风电系统，不同的风电系统有自己的特点，但最终都具有风电系统的特性。

所有风电系统基本都适用于各个环境，只是根据当地气候条件问题规模不同，但是对于风电系统之间的关系而言，不同技术风电系统的特性不同，有的风电系统注重对机械构造的控制，有的重视电磁感应这些因素在相应的环境下会对电力系统产生一定的影响，结合相应的具体情况采用针对性技术手段是进行风力发电的基本原则。

1原理及优势1.1变速同步系统的工作原理及优势变速同步系统主要对风电系统内部的同步运行效果进行改进控制。

控制对象主要是风电系统中负责能量传输工作的机械齿轮，在普通的机械式电力生产系统中，所运用的齿轮规格存在着不同，一般齿轮的角速度相同，但是在线速度方面由于齿轮半径不同，容易出现差异，在风电系统中，线速度是决定风电生产效率的主要因素。

同时，部分齿轮之间还可能由于相应的规格问题出现碰撞损坏的现象。

造成齿轮碰撞损坏的主要原因还是由于机械控制能力较差，在进行运行的过程中，仅仅依靠一个齿轮带动其他齿轮进行运转，而第一个齿轮与另外的齿轮进行接触时，便需要为其提供较大的力供其转动，机械设备规模越大，机械齿轮数量越多，需要齿轮的力越大，而风力是有限的，通过一个齿轮带动机械运转需要耗费大量的时间启动。

而变速同步系统则可以通过设计多个节点解决这一问题。

在不同的节点处同步启动机械系统，能够减轻主要风力收集系统的压力，节点处通过相应的风力收集工作能够实现同步启动，不同节点的齿轮共同进行动力传输，能够提高风电系统的运行效果。

风力发电系统的几种常见技术分析

的改变，保证了风力机能够在足够大的范围内以最佳参数运转，从而有效地提高了风能利用率。与传统的恒速风力机相比，双馈式风力发电机具有更加显著的优势，例如，安全系数高，无需无功补偿，能够自动利用最大风能，风能利用率大，变频器损耗小等，其局限性在于造价较高、控制技术较为复杂，但是由于其突破性优势显著高于局限性，从而在世界范围内获得了广泛的应用。
科撬卷论
风力发电系统的几种常见技术分析
贺成江西大唐国际新能源有限公司３３００３８
Ｉ摘要】在我国，随着建设社会主义资源节约型和环境友好型社会的转子由两个变频器与电网相连，：￣－Ｙ－与电网的连接方式是直接的，此
进程的加快，能源结构也在不断的调整，逐渐由原先的利用煤炭、石油、天时，机组运行的速度变化范围较大，能够实现机组与电网的能量传输，然气等不可再生能源向积极开发利用太阳能、地热能，风能、水能等可再生这种双向传输的方式也大大提高了电力运输的效率。直流侧电容器能的新型资源转变。在世界范围内，近年来，凤能发电系统的技术发展尤为突够使得直流侧电压值保持在稳定值。变速风力机控制功率的方式不同出，本文便对风能发电系统几种常见技术展开了较为全面的探讨。于恒速风力机，其利用的是变桨距控制技术，桨距角随风速发生相应
，
．
（三）变速风力机和同步发电机构成的风力机组此种机组也是以变速方式运行，其结构包括同步发电机、全功率变频器、齿轮箱、直流侧电容器等部分。此风力机系统输出功率的方式和双馈式风力发电机存在很大的差异，其是通过两个全功率变频器与电网连接的方式来进行功率输出，实现了与电网的全面隔绝，从而使机组得以顺利的以不同的频率高效运行。此机组采用变桨距控制技术，提高了凤能利用率，无需无功补偿支持，采用轻型直流输电技术，便于向偏远地区输送电力。但是由于全功率变频器造价高、投入成本高、损耗大且技术要求高，所以还未能得到广泛应用。但是在今后的发展中，变速风力机和同步发电机组必将成为最新的趋势。三．垂直式风力发电机和水平式风力发电机相关技术分析以风轮轴的安装方式作为划分标准，可以将风力发电机分为垂直式风力发电机和水平式风力发电机。（一）垂直式风力发电机以竖直方式安装风轮轴的风力发电机称为垂直式风力发电机。垂直式风力发电机的能量驱动链位于垂直的位置之上，并且分为两种不同的类型：第一种类型的组成部分是两个半圆柱形，并且其轴线互相错开，能够以较大的转矩进行起动，典型的代表是Ｓ型风轮，第二种通常

风能发电电机的比较

风能发电电机的比较本文主要对双馈式风电机组和永磁直驱式风电机组进行一些简单介绍，并对其特性，成本进行了比较分析，个人认为采用永磁直驱技术是大型风力发电产品发展可能的趋势；随后介绍了国内外目前永磁直驱式风电电机的生产状况；最后对永磁直驱式风电电机所需要的永磁材料钕铁硼和上游稀土进行了简单介绍。

1 双馈式和直驱式变速变桨风电机组的风能转换效率更高，能够有效降低风电机组的运行噪声，具有更好的电能质量，通过主动控制等技术能够大幅度降低风电机组的载荷，使得风电机组功率重量比提高，这些因素都促成了变速变桨技术成为当今风力发电机组的主流技术。

目前，市场上主流的变速变桨恒频型风电机组技术分为双馈式和直驱式两大类。

双馈式变桨变速恒频技术的主要特点是采用了风轮可变速变桨运行，传动系统采用齿轮箱增速和双馈异步发电机并网，而直驱式变速变桨恒频技术采用了风轮与发电机直接耦合的传动方式，发电机多采用多极同步电机，通过全功率变频装置并网。

直驱技术的最大特点是可靠性和效率都进一步得到了提高。

还有一种介于二者之间的半直驱式，由叶轮通过单级增速装置驱动多极同步发电机，是直驱式和传统型风力发电机的混合。

1.1 概念简介双馈式：交流励磁发电机又被人们称之为双馈发电机。

双馈风电机组中，为了让风轮的转速和发电机的转速相匹配，必须在风轮和发电机之间用齿轮箱来联接，这就增加了机组的总成本；而齿轮箱噪音大、故障率高、需要定期维护，并且增加了机械损耗；机组中采用的双向变频器结构和控制复杂；电刷和滑环间也存在机械磨损。

目前，世界各国正在针对这些缺点改进机组或研制新型机组，如无刷双馈机组。

图1 双馈风电机组与电网连接图永磁直驱风电机组，就是取消了昂贵而又沉重的增速齿轮箱，风轮轴直接和发电机轴直接相连，转子的转速随来流风速的变化而改变，其交流电的频率也随之变化，经过大功率电力电子变频器将频率不定的交流电整流成直流电，再逆变成与电网同频率的交流电输出。

永磁风电机组与电网的连接情况如图2所示。

几种类型的风力发电机组特点总结

风力发电机组按运行方式可以分为恒速恒频（Constant Speed Constant Frequency，简称CSCF）风力发电机组和变速恒频（Variable Speed Constant Frequency，简称VSCF）风力发电机组两大类。

当风力发电机组与电网并联时，要求风力发电机的频率与电网频率保持一致，这便是恒频的含义。

下面分别介绍恒速恒频和变速恒频风力发电机组。

1 恒速恒频风力发电机组恒速恒频风力发电系统的基本结构如下图所示：图1 恒速鼠笼异步风力发电系统可以看出，这里采用的是异步电动机，也正是基于此，恒速恒频风力发电系统也称作异步风力发电系统。

异步发电机尽管带一定滑差运行，但在实际运行中滑差s是很小的，不仅输出频率变化较小，而且叶片转速变化范围也很小，看上去似乎是在“恒速”，故称之为恒速恒频。

就风力机的调节方式而言，恒速恒频风力发电系统又分为定桨距失速调节型和变桨距调节型两种。

1.1 定桨距失速调节型风力发电机组定桨距是指桨叶与轮毅之间是固定连接，即当风速变化时，桨叶的迎风角不能随之变化。

失速调节是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高十额定风速时，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。

定桨距失速调节型风力发电机组的优点是失速调节简单，运行可靠性高，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。

其缺点是机组的整体效率较低，对电网影响大，常发生过发电现象，加速机组的疲劳损坏。

目前这种机组在欧美国家已经停产，但是在中国还有一定需求。

1.2 变桨距型风力发电机组变桨距是指风机的控制系统可以根据风速的变化，通过桨距调节机构，改变其桨距角的大小以调整输出电功率，以便更有效地利用风能。

其工作特性为：在额定风速以下时，桨距角保持零度附近，可认为等同十定桨距风力发电机，发电机的输出功率随风速的变化而变化；当风速达到额定风速以上时，变桨距机构发挥作用，调整桨距角，保证发电机的输出功率在允许的范围内。

几种典型的风力发电系统对比分析

ｃａｉｉｇｔｅｍａｎｍｅｓｒｓａｄｎｅｎｆｗｉｄｐｗｅａｉｉｅ，ｉｆｒｈｒｅａｏａｅｎｔｅｆｔｒｅｅｏｍｅｔｔｎｓｌｒｙｎｈｉａｕｅｎｉａｓｏｎｏｒｆｃｌｉｓｔｕｅｌｂｒｔｓｉｈｕｕｅｄｖｌｐｎｒｄｆｔｔｅａｄａｖｎａｅｆｎｏｒｎｄａｔｇｓｏｄｐｗｅ．ｗｉＫｅｗｏｄ：ｗｎｏｅｅｅａｉｎｄｖｌｐｎｉａｉｎｄｖｌｐｎｅｄｎｙｙｒｓｉｄｐｗｒｇｎｒｔ；ｅｅｏｍｅｔｔｔ；ｅｅｏｍｅｔｎｅｃｏｓｕｏｔ
中图分类号：Ｍ６Ｔ４
文献标识码：Ｂ
文章编号：２９２１（０７０ —０２００１— ７３２０）９０４ — ６
０引言
能源与环境问题已经成为全球可持续发展
面临的主要问题，日益引起国际社会的广泛关
的国家所重视，而对应用在风力发电系统中的逆变器和调制方法的研究尤为重要。重点阐述了我国的风能资源情况和我国目前的发展状况，出了存在的主要问题，指分析了产生这些问题的原因，
明确了国风力发电事业发展的主要措施和途径，我并进一步阐述了风力发电在未来的发展趋势及
ＳｇｅｔｎｆｒＦｕｕｅＤｅｅｏｍｅｔｉｉａｕｇｓｉｏｔｒｖｌｐｏｎｎＣｈｎ

几种常见风力发电系统的技术比较_刁瑞盛

收稿日期: 2005 - 11- 10 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ( 50277034) 作者简介: 刁瑞盛 ( 1981- ) , 男, 辽宁沈阳人, 硕士研究生, 从事风力发电及配电网方面研究。
- mu - ENERGY ENG IN EER ING 2006②
新能源及工艺
平均每千瓦造价约 1000美元, 这也是风电成本较高的主要原因。另外, 一个影响风力发电大规模应用的重要原因是风力发电的稳定性问题, 风能具有很高的不确定性, 这将导致输出的功率不能像传统的火电、水电那样保持恒定, 当接入电网的风机容量不断增大时, 这种不确定性会对电网的正常运行产生较大影响, 甚至威胁电网的安全稳定运行。因此, 有必要对风力发电原理及对其电网的影响进行详细研究。
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这里忽略了叶片离心力、重力、变化的空气动力等
因素的影响。
1. 3 风力机运行特性风力机理想的有功输出 ) 风速的运行特性
曲线如图 6所示, 共包括四种运行状态:
① v < v cu t_ in, 风力机停止运行; ② v cu t_ in < v < vn, 风力机以部分负荷运行; ③ vn < v < v cu t_ou t, 风力机以全负荷运行; ④ v > v cu t_ou t, 风力机停止运行。其中: Tcu t_ in 为风力机切入速度 ( m / s) , 一般在 3 ~ 5m / s之间; Tn 为风力机额定风速 ( m / s), 一般在 15m / s左右; Tcut_ou t为风力机切出速度 ( m / s), 一般在 25m / s左右。

风力发电机主要种类及应用技术浅析

变桨作业大致可分为两种工况，即正常运行时的连续变桨和停止（紧急停止）状态下的全顺桨。风机开始起动时桨叶由90°向0°方向的转动以及风速超过额定值时桨叶由0°向90°方向的调节都属于连续变桨，液压变桨系统的连续变桨过程是由液压比例阀控制液压油的流量大小来进行位置和速度控制的，而电动变桨系统则是由变频器控制伺服发电机低速转动来控制位置和速度的。当风机停机或紧急情况时，为了迅速停止风机，桨叶将快速转动到90°，一是让风向与桨叶平行，使桨叶失去迎风面，二是利用桨叶横向拍打空气来进行制动，以达到迅速停机的目的，这个过程叫做全顺桨。液压变桨系统的全顺桨是由电磁阀全导通液压油回路进行快速顺桨控制的，电动变桨系统则是由变频器提高输出频率使交流伺服发电机高速转动来实现的（有的机型采用直流电动机）。紧急变桨时，液压变桨系统的后备动力是充氮的储压罐，而电动变桨系统则是电容器或蓄电池组。 3.2 采用双馈异步电机的发电机
国内金风科技生产的1.2 MW、1.5 MW机型、湘电股份研制的2MW机型都是采用了直驱式结构，已经实现了批量生产和安装。由于齿轮箱是目前在兆瓦级风机中损坏率较高和损耗较大的部件，而永磁同步发电机的转子采用稀土永磁材料制作，不需电励磁，没有转子绕组和集电环组件，因此，大大提高了机组可靠性和效率，具有结构简单、噪声低、寿命长、机组体积小、低风速时效率高、运行维护成本低等诸多优点。 EM
变桨距控制主要有两个作用：一是在高于额定风速的情况下通过增大桨距角改变气流对叶片的攻角，将输出功率稳定在额定功率下，保证功率曲线的平滑，防止风机过负荷。二是在风机失电脱网等紧急状态下进行空气动力制动，配合高速轴制动器对风机叶轮快速刹车。风机变桨执行机构的动力形式可分为两种，即电-液伺服变桨和电动伺服变桨。

风力发电机组设计方案比较和效果评估

风力发电机组设计方案比较和效果评估随着环境污染问题的日益严重，全球范围内对可再生能源的需求也越来越大。

作为一种可再生的清洁能源，风能被广泛应用于发电领域。

风力发电机组设计方案的比较和效果评估对于提高风力发电系统的性能和效率至关重要。

本文将分析和评估几种常见的风力发电机组设计方案，并比较它们的效果。

首先，我们将讨论水平轴风力发电机组设计方案。

水平轴风力发电机组是目前最常见和广泛应用的风力发电系统之一。

它的主要特点是风轮以水平轴旋转，同时发电机位于塔筒顶部。

这种设计方案具有结构简单、维护方便、功率输出稳定等优点。

然而，水平轴风力发电机组的风轮面积相对较小，对于低风速地区或高楼大厦周围的建筑物遮挡较多的情况，其发电效率可能较低。

此外，水平轴风力发电机组在逆变器和变频器的功率控制方面存在一定的挑战。

接下来，我们将讨论垂直轴风力发电机组设计方案。

垂直轴风力发电机组的主要特点是风轮以垂直轴旋转，这种设计方案可以有效解决水平轴发电机组在低风速地区效率较低的问题。

垂直轴风力发电机组的另一个优点是其风轮面积相对较大，可以更好地利用风能资源。

然而，垂直轴风力发电机组在结构复杂性、维护成本较高和发电功率波动较大等方面存在一些挑战。

除了水平轴和垂直轴风力发电机组，还有一些新型设计方案出现在风力发电领域。

例如，混合轴风力发电机组设计方案将水平轴和垂直轴的特点结合在一起，以实现更高效的发电。

该设计方案的主要特点是风轮同时具有水平和垂直轴，具有较大的风轮面积和较稳定的功率输出。

然而，混合轴风力发电机组的结构复杂度和成本较高，需要更复杂的控制系统。

此外，还有一些创新的设计方案如飞行器式风力发电机组和浮筒式风力发电机组也值得关注。

飞行器式风力发电机组的主要特点是风轮安装在空中悬浮的设备上，可以更好地捕捉高空的风能资源。

浮筒式风力发电机组则将风轮安装在浮筒上，浮在海洋或湖泊表面，利用水面上的风力发电。

这些创新的设计方案在利用风能资源方面具有巨大潜力，但目前仍面临一些技术和经济挑战。

双馈式、直驱式风力发电对比

双馈式、直驱式风力发电对比双馈式与直驱式是变速恒频风力发电机组的两种主要机型，二者各有优势并相互竞争，同时它们在技术上也相互促进。

双馈式风力发电机双馈异步风力发电机（DFIG，Double Fed Induction Generator）是一种绕线式感应发电机，双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变频器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。

由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了”柔性连接”，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。

双馈式风力发电机具有以下优点：1、能控制无功功率，并通过独立控制转子励磁电流解耦有功功率和无功功率控制。

2、双馈感应发电机无需从电网励磁，而从转子电路中励磁。

3、它还能产生无功功率，并可以通过电网侧变流器传送给定子。

直驱式风力发电机直驱式风力发电机（Direct-driven Wind Turbine Generators），是一种由风力直接驱动发电机，亦称无齿轮风力发动机，这种发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮箱这一传统部件。

直驱式（无齿轮）风力发电机始于20多年前，由于电气技术和成本等原因，发展较慢。

随着近几年技术的发展，其优势才逐渐凸现，丹麦、德国都是在该技术领域发展较为领先的国家，国内的永磁直驱技术也得到了飞速进步。

直驱永磁风力发电机有以下优点：1、发电效率高：直驱式风力发电机组没有齿轮箱，减少了传动损耗，提高了发电效率，尤其是在低风速环境下，效果更加显著。

2、可靠性高：齿轮箱是风力发电机组运行出现故障频率较高的部件，直驱技术省去了齿轮箱及其附件，简化了传动结构，提高了机组的可靠性。

同时，机组在低转速下运行，旋转部件较少，可靠性更高。

3、运行及维护成本低：采用无齿轮直驱技术可减少风力发电机组零部件数量，避免齿轮箱油的定期更换，降低了运行维护成本。

不同风力发电机系统的概述与比较

统系电发力风型新出制研士瑞 2.3
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双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组性能的比较分析

双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组性能的比较分析首先是性能方面。

双馈异步风力发电机组是由一个固定转子和一个可转动转子组成的，通过转子之间的电磁耦合来传递功率。

双馈异步发电机具有较高的效率、适应力强和荷载能力大等优点。

它能够在不同风速下保持较高的效率，适应风速变化较大的情况。

而永磁直驱风力发电机组则利用永磁同步电机直接驱动发电，具有高效率、高可靠性、可控性好等特点。

由于没有传动装置，能量损失较小，因此永磁直驱发电机组的效率比双馈异步发电机组更高。

同时，永磁直驱发电机组的控制系统较为简单，响应速度快，具有更好的调节性能。

其次是控制方面。

双馈异步风力发电机组需要借助功率电子装置来实现转子的控制和发电机的转速调节。

控制系统复杂，对于变电网的响应速度也较慢。

而永磁直驱风力发电机组由于直接驱动，控制系统较为简单，并且响应速度较快。

永磁直驱发电机组的转速可以精确控制，实现最优的功率调节和跟踪，有利于提高发电效益。

最后是可靠性方面。

双馈异步风力发电机组由于有转子与转子间的电磁耦合，对风机的载荷波动和瞬态故障具有一定的鲁棒性，能够保持较高的转矩输出。

而永磁直驱风力发电机组的可靠性较高，因为没有传动装置，减少了故障点，提高了系统的可靠性。

但是，永磁材料的稳定性较差，容易受到温度和磁场的影响，对恶劣环境的适应能力相对较弱。

综上所述，双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组在性能、控制、可靠性等方面存在差异。

双馈异步发电机组具有适应风速变化较大的能力，但控制系统复杂，响应速度较慢。

永磁直驱发电机组具有高效率、简单的控制系统和快速的响应速度，但对恶劣环境的适应能力较弱。

因此，在实际应用中需要根据具体情况选择适合的发电机组类型。

关于双馈型与直驱型风力发电机特点的比对(第2版)

关于双馈型与直驱型风力发电设备特点的比对双馈风力发电机与直驱风力发电机的主要区别是有无齿轮箱的使用。

在直驱式风力发电系统中，风机叶轮直接驱动多级同步发电机的转子发电，免去齿轮箱这一传统部件。

双馈风力发电机组，定子有两套极数不同的绕组，功率绕组直接与电网相连，控制绕组通过双向变流器接电网，采用无刷的磁阻或者笼型转子，无需电刷和集电环。

双馈机组有齿轮箱，但是变流器是部分功率逆变；直驱机组无齿轮箱，是全功率逆变的。

直驱电机也分励磁和永磁，永磁理论上效率略高，但技术没有非常成熟。

关注效率方面，在低风速区域，直驱风力发电设备具有优势，此优势取决于所用电机的设计、制造水准。

需要明确指出，此优势不明显，尤其综合整机年发电量，双馈与直驱机型相差不大，如果相差两个百分点已经属于上等水平。

（一）从实际应用角度，比对两种类型风机的特性●可靠性1）双馈异步风力发电机组采用的双馈异步恒频技术为国际先进成熟的技术，变流器容量小，采用空冷冷却方式；直驱发电机组采用全功率变流器，在低电压穿越等情况下IGBT模块的可靠性较低，同时全功率变流器通常需采用水冷冷却方式，在实际运行中的很多工况下，水冷系统容易出现故障，易导致变流器IGBT模块烧毁。

2）联合动力公司风机机型采用准三分之一变频，变流器容量小，成本低，双馈机型发电机可控参数多，能对发电机电压、频率、转速、无功功率和有功功率等参数方便可控，系统的稳定性高。

3）中国的风机制造厂商针对直驱机型采用永磁同步发电机，永磁同步发电机存在过退磁现象（大容量的磁铁和铁心粘合的工艺较难实现；永磁材料会有不可逆退磁、高温退磁等现象；永磁的功率因数也不易调节），在风机使用寿命期内，存在因退磁影响发电机效率的可能，所以直驱风机尤其不适用于在温度较高的地区。

4）在装配质量层面上，风场现场的作业操作越少越好。

直驱机型发电机在户外单独分体吊装，会降低吊装作业速度，在恶劣气候环境下，严重降低装配质量。

●造价：由于直驱机型采用永磁同步发电机，永磁材料为稀有金属，致使电机成本高；而双馈机型变流器容量小，容量仅为机组总容量的30%左右，使得变流器成本降低。

风力发电机种类

风力发电机种类一、按风力发电机按叶片分类按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

01水平轴风力发电机旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。

水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机的优点;叶片旋转空间大，转速高，适合于大型风力发电厂。

水平轴风力发电机组的发展历史较长，已经完全达到工业化生产，结构简单，效率比垂直轴风力发电机组高。

到目前为止，用于发电的风力发电机都为水平轴，还没有商业化的垂直轴的风力发电机组。

02垂直轴风力发电机旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。

垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机的优点在于;发电效率高，对风的转向没有要求，叶片转动空间小，抗风能力强(可抗12-14级台风)，启动风速小维修保养简单。

垂直轴与水平式的风力发电机对比，有两大优势：一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式的要高，特别是低风速地区;二、在高风速地区，垂直轴风力发电机要比水平式的更加安全稳定;另外，国内外大量的案例证明，水平式的风力发电机在城市地区经常不转动，在北方、西北等高风速地区又经常容易出现风机折断、脱落等问题，伤及路上行人与车辆等危险事故。

二、按风力发电机的输出容量分类可将风力发电机分为小型，中型，大型，兆瓦级系列。

(1)小型风力发电机是指发电机容量为0.1~1kw的风力发电机。

(2)中型风力发电机是指发电机容量为1~100kw的风力发电机。

(3)大型风力发电机是指发电机容量为100~1000kw的风力发电机。

(4) 兆瓦级风力发电机是指发电机容量为1000以上的风力发电机。

三、按风力发电机功率调节方式分类可分为定桨距时速调节型，变桨距型，主动失速型和独立变桨型风力发电机。

01定桨距失速型风机桨叶于轮毂固定连接，桨叶的迎风角度不随风速而变化。

依靠桨叶的气动特性自动失速，即当风速大于额定风速时依靠叶片的失速特性保持输入功率基本恒定。

风力发电机的分类

风力发电机的分类风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备。

根据不同的特点和结构，风力发电机可以分为多种不同类型。

1. 垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机是一种将转子轴垂直于地面的发电机。

它的转子通常由多个垂直安装的叶片组成，可以在任何风向下捕捉风能。

这种发电机的优点是结构简单，不受风向限制，适合于城市等空间有限的地方使用。

然而，由于叶片在运转过程中会相互遮挡，效率相对较低。

2. 水平轴风力发电机水平轴风力发电机是一种将转子轴水平安装的发电机。

它的转子通常由三个或更多水平安装的叶片组成，可以根据风向调整转子的角度。

这种发电机的优点是效率较高，适合在大型风电场使用。

然而，由于叶片需要根据风向调整角度，所以在风向变化频繁的地区使用效果较差。

3. 细长型风力发电机细长型风力发电机是一种外形细长的风力发电机。

它通常由一个细长的塔和一个顶部安装的转子组成。

这种发电机的优点是能够在低风速下产生较高的功率，适合在山区或低风速地区使用。

然而，由于塔的高度较高，安装和维护较为困难。

4. 低速风力发电机低速风力发电机是一种在低风速下也能产生较高功率的发电机。

它通常采用较大的转子和较低的转速，以提高发电效率。

这种发电机的优点是适合在低风速地区使用，但由于转子较大，所以需要较大的空间进行安装。

5. 高速风力发电机高速风力发电机是一种在高风速下能够产生较高功率的发电机。

它通常采用较小的转子和较高的转速，以提高发电效率。

这种发电机的优点是适合在高风速地区使用，但由于转子较小，所以需要较小的空间进行安装。

6. 海上风力发电机海上风力发电机是一种安装在海上的风力发电机。

由于海上风速较高且稳定，海上风力发电机具有较高的发电效率。

然而，由于安装和维护难度较大，成本较高。

总结起来，风力发电机可以根据结构和特点的不同分为垂直轴风力发电机、水平轴风力发电机、细长型风力发电机、低速风力发电机、高速风力发电机和海上风力发电机等多种类型。

每种类型都有其适用的场景和优缺点，我们可以根据具体需求选择合适的风力发电机类型来提高发电效率。

几种类型的风力发电机组特点总结

几种类型的风力发电机组特点总结风力发电机组是利用风能转换成电能的装置，其工作原理是通过风机叶片受到风力作用转动，带动发电机发电。

根据风力发电机组的结构、转轴方向以及装置类型的不同，可以将其分为多种类型，下面将对其中几种类型的特点进行总结。

1.垂直轴风力发电机组垂直轴风力发电机组的叶轮与转轴在垂直方向上，可以通过风来使转轴旋转。

该类型的风力发电机组具有以下特点：1.1.适应性强：该型号的风力发电机组可以适应多样化的风向，对风向无要求，不需要调整整个机组的位置。

1.2.稳定性好：叶片的旋转会使机组平均受力，使整个机组的结构更加稳定。

1.3.阻力小：由于叶子的布局较紧密，风力只能在离轴靠近的地方产生阻力，因此相比于其他类型的风力发电机组，其阻力较小。

2.常规式风力发电机组常规式风力发电机组的叶轮与转轴在同一平面上，从而使风转动叶片来驱动机组发电。

该类型的风力发电机组具有以下特点：2.1.效率高：常规式风力发电机组的叶片直接受到气流冲击，将风能转为机械能的效率较高。

2.2.动力强：由于叶片设计更为简单，可以通过调整叶片的设计来增加整个机组的动力。

2.3.维护便利：该型号的风力发电机组的维修与检查相对简单，更容易达到预期的维护效果。

3.跨流式风力发电机组跨流式风力发电机组的叶轮以及转轴在风动力垂直方向上，可以将水平气流转化为垂直方向的运动。

该类型的风力发电机组具有以下特点：3.1.适应范围广：跨流式风力发电机组可以适应许多地方的风力情况，无论是强风、软风还是顺风、逆风都可以适应。

3.2.开发储备丰富：跨流式风力发电机组在开发过程中，需要占用的面积相对较小，且可以在复杂地形条件下布局，因此其开发储备非常丰富。

3.3.可靠稳定：该型号的风力发电机组受风的影响相对较小，因此具有较高的可靠性和稳定性。

总结起来，风力发电机组根据结构、转轴方向以及装置类型的不同，可以分为垂直轴风力发电机组、常规式风力发电机组以及跨流式风力发电机组。

风力发电的种类

风力发电的种类一、定桨距型风力发电这种风力机的特点桨叶和轮毂的位置不会发生变化，已经被固定了起来，而且它的桨距角也不会发生改变，也就是说即使你空气流速发生变化，叶片迎着风的那个角度不会发生任何的改变。

由于叶片的设计相当的特别，它可以根据自身独特的气动特性使得叶轮的转速固定。

如果风速过高，大于了风轮转动的额定值，依靠自动失速的特性，功率被控制在额定数值左右，风机就不会由于风速过大导致过载现象的发生，这种风力机又叫做失速式风机。

该风机由以下部件组成：1.塔架；2.轮毂；3.主轴；4.变速箱；5.发电机；6.偏航系统；7.液压系统；8.电气控制。

该种电机属于异步笼式机，这种电机的特点就是，利用双绕组发电机，在风速变换的情况下，控制系统可以实时切换大/小电机，以适应风速的要求，提高了发电机的输出效率。

特殊情况下，风力机突然间没电了，为防止这一情况的发生，在安装的时候就该叶片上安装叶尖扰流装置。

这个装置的作用是，可在停电时叶尖扰流器开始动作并且自旋转90度角，形成一个阻尼挡板，进行紧急刹车，另两种装置可以和扰流器相互配合，从而保证了机组可以可靠地制动。

这种风机的缺点就是在风力机并网后，它要从电网中吸取大量的无功功率用来进行励磁作用，这就导致了它的功率因素偏低，为了解决这一问题，适量配置相当的移相电容器来补偿它。

二、变速恒频型风力发电这种技术有很多优点，因此被人们所喜爱。

在大型的风电机组中，这种技术的身影日益增多。

20世纪90年代伊始，海外开始着手建造的大型的风电机组，所使用的核心技术就是变速恒频技术，尤其在MW级以上的系统中被广泛的应用。

该系统的形势有很多种，例如：交直交、交流励磁、无刷双馈等等系统形式。

上述的这些系统中，部分采用的是把原来的构造进行相应的改变来实现变速恒频，另一部分则是把电力电子技术和发电机相互融合来实现的，它们各有各的特点，各有各的优势。

三、变桨距变速型风力发电通过轴承把叶片和轮毂链接在一块，是该风机的最大特点。

几种典型的风力发电系统对比分析

几种典型的风力发电系统对比分析摘要：随着环境和能源问题的日益严峻，可再生能源的开发，尤其是风力发电技术已被越来越多的国家所重视，而对应用在风力发电系统中的逆变器和调制方法的研究尤为重要。

重点阐述了我国的风能资源情况和我国目前的发展状况，指出了存在的主要问题，分析了产生这些问题的原因，明确了我国风力发电事业发展的主要措施和途径，并进一步阐述了风力发电在未来的发展趋势及风力发电的优势。

引言能源与环境问题已经成为全球可持续发展面临的主要问题，日益引起国际社会的广泛关注，并寻求积极的对策。

风能是一种可再生、无污染的绿色能源，是取之不尽、用之不竭的，而且储量十分丰富。

据估计，全球可利用的风能总量在53000TWh/年。

风能的大规模开发利用，将会有效减少化石能源的使用、减少温室气体排放、保护环境。

大力发展风能已经成为各国政府的重要选择。

在风力发电中，当风力发电机与电网并联运行时，要求风电频率和电网频率保持一致，即风电频率保持恒定，因此，风力发电系统分为恒速恒频发电机系统（CSCF系统）和变速恒频发电机系统（VSCF系统）。

恒速恒频发电机系统是指在风力发电过程中保持发电机的转速不变从而得到和电网频率一致的恒频电能。

恒速恒频系统（CSCF系统）一般来说比较简单，所采用的发电机主要是同步发电机和鼠笼型感应发电机，前者运行于电机极数和频率所决定的同步转速，后者则以稍高于同步转速的速度运行。

变速恒频发电机系统（VSCF），是指在风力发电过程中发电机的转速，并以随风速变化而通过其它的控制方式来得到和电网1恒速恒频发电系统目前，单机容量为600kW～750kW的风电机组多采用恒速运行方式，这种机组控制简单，可靠性好，大多采用制造简单，并网容易，励磁功率可直接从电网中获得的笼型异步发电机。

恒速风电机组主要有两种类型：定桨距失速型和变桨距风力机。

定桨距失速型风力机利用风轮叶片翼型的气动失速特性来限制叶片吸收过大的风能，功率调节由风轮叶片来完成，对发电机的控制要求比较简单。

几种常见风力发电系统的技术比较

几种常见风力发电系统的技术比较摘要：随着国内工业的快速发展，迅速地提高了综合国力，但是，给自然环境带来了严重地污染。

因此，需要探求新型绿色能源来缓解环境污染的程度，最近国内兴建了大量的风力发电系统，促进了新能源事业的发展，本研究将比较下常见对的风力发电系统技术。

关键词：风力发电系统；技术前言：近年来，世界都在兴建风力发电系统，来缓解用电的紧张局面。

对于我国来说，我国的风力资源相当丰富，虽然应用风力发电的时间较短，但是我国的风力发电系统的技术较为成熟，风力发电系统的电力已经十分庞大，发电量占据国家发电总量的一定比例，但是相关专家还在研究更为成熟的技术，为风电发电事业作出更大的贡献。

1.浅析国内外风力发电的应用现状近几十年来，由于世界各国大力发展工业，带来巨大的经济效益的同时，也严重地污染了地球的环境，引起了全球变暖的现象。

现在世界各国正在寻求更为环保的能源，而风力资源则可以满足这个需求，现在世界风力发展正快速地发展，很多国家利用风力发电量占据国家总发电量一半以上。

随着不断地深入应用风力发电，其发电技术逐渐变得成熟，风力机的容量得到了质的飞跃，最大容量达到50万瓦。

据不完全统计，根据现在风力发电现状，预计未来的几十年中，世界风力发电总量将占据全球发电总量的20%。

就目前而言，欧洲国家的风力发电量处于世界领先地位，这是因为这些国家制定了鼓励风力发电的政策，这刺激了风力发电技术不断地提高，使其技术处于世界领先水平。

现在来介绍下我国的风力发电应用现状，我国的风能资源较为丰富，风能经济可开发量达到2.6亿kW，我国风力发电主要分布在偏远山区、海岛等，因为这里风能相当充足，但是由于地形较为复杂，不适合建设电力网。

我国风力发电事业还处于探索阶段，发电容量只占据国内发电容量的0.1%，我国的风力发电技术和国外的先进技术有很大的差距，因此国内建设风力发电系统的设备均需进口，导致花销成本过高，这直接影响到了国内风力发电事业的进程。