评价小型风力发电机性能指标的讨论

单位面积风 能（kWh) 200 150 100 50 0
14 12 10 8 6 4 2 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 风速V（m/s) 苏尼 特 右 旗
阿巴嘎旗
风频特性曲线
风能特性曲线 单位面积风能 （kWh) 140 120 100
风频特性曲线
风能特性曲线
风频f(%) 25 20 15 10 5 0
一、启动风速
1、启动风速：风力机风轮由静止开始转动并能连续运转 的最小风速。。 2、切入风速：风力机对额定负载开始有功率输出时的最 小风速。 3、切入风速与输出电压的关系。 4、发电机负载电压与发电机转速的关系
二、额定风速
1、额定风速：使机组达到规定输出功率的最低风速。 2、相同额定功率时，额定风速越大风轮直径越小，开始调速的 风速也越大，有利于控制风力发电机的运转。 3、额定风速的确定要根据风资源的情况来定，额定风速要针对 某个具体的风频分布；但这样风力发电机组成本太高。另一方 面，风的分布随机性很大，在同一个地方不同位置都有很大差 异；即使同一位置风频分布也会发生变化，因此一般为了适应 类似地区的差别，在同一容量的机型中配备几种不同尺寸的风 轮,并给出不同的额定风速。国外一般定在风能频率最大点对应 的风速点。 4、建议：把原有标准中的有关规定与国际接轨。国外小型风力 发电机的额定风速一般定在10-12米/秒的范围内。
1 3 2 P = V πR C P ρ 2
--风轮功率
五、安全性和可控性
随着小型风力发电机应用范围的扩大，它的安全 问题也就越来越突出了，风力发电机的可控性是安全 性的保证。
风轮最高转速时的安全运行，在正常风况下，风力发电机组 的电气负载突然丧失时，最大可能运行的风轮转速 Nmax的承受 能力或过速控制能力。 停机功能，在正常风况下，风力发电机调向机构处于故障状 态时，能够停机的功能。 在大于额定风速的情况下，风力发电机的控制能力 大于切出风速后的大风的承受能力
型 号 WT600、 额定功率（W） 600、 输出电压（V） 12/24V3AC 直径风轮(m) 2.55 叶片数目 3 起动风速(m/s) 2.5 额定风速(m/s) 10 额定转速(rpm) 500 制动机构 无(机械式) 塔架高度(m) 5.5 整机重量（Kg） 70 噪音(db.5m/s) 35 噪音(db.20m/s) 55
评价小型风力发电机性能指标的讨论
内蒙古工业大学刘志璋
评价小型风力发电机性能指标的讨论
由于风机制造企业在这广告宣传中提出了许多概念，使用户在小 型风力发电机的选用上出现一些困惑，为此特就以下问题和大家讨 论。 一、启动风速 二、额定风速 三、关于年发电量计算 四、风轮叶片数与风力发电机的功率 五、安全性和可控性 六、可靠性和耐久性考核
六、可靠性和耐久性考核
耐久性： 最低要求： 在正常条件下运行六个月；必须发电满2500小时； 其中： 在平均电压1.2倍的条件下发电250小时； 在风速15m/s（所有等级）条件下运行25小时； 在风速18m/s（等级1）条件下运行25小时； 说明:所有数据点的平均间隔为10分钟。
WAEP = 8760 × ∑ [ F (Vi ) × Pi ]
i =1
n
WAEP = 8760 × ∑ [ F (Vi ) × Pi ]
i =1
n
νm
ν
——计算段风速
——年平均风速
四、风轮叶片数与风力发电机的功率
1、一个能满足风力发电机使用年限的风轮的成本占风机总成本的 20-30%，增加叶片数必然增大风机的成本。 2、多叶片和三叶片相比：扭矩系数增大，最大扭矩系数对应的尖速比将减 小 ；风轮效率增大，但增幅很小，效率最大点对应的尖速比减小。 3、风轮功率主要取决于风速和风轮扫略面积和风轮效率。
风频特性曲线
风能特性曲线
风频特性曲线
风能特性曲线
风频f(%) 16 单位面积风能 （kWh) 140 120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 910 12 14 16 18 20 11 13 15 17 19 21 风速V（m/s)
风频f(%) 20 15 10 5 0
1 2 3
6,7,8
7,8
8,9,10
3.5,3.7,4
3.7,4
4,4.5
10
15
20
30
50
100
200
8,9,10
8,10
10,12
Leabharlann Baidu
12
4,4.5
4,4.5
4.5,5
5
三、关于年发电量计算
年发电量是衡量一个风力发电机的重要参数：为了比较建议用一 个统一的计算方法来计算。有些国家把年平均风速5m/s条件下，按照 瑞利分布的风频分布，依据功率曲线来源于IEC61400-121（海平面处 的环境下）计算风力发电机的年发电量。
80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 910 12 14 16 18 20 11 13 15 17 19 21 风速V（m/s) 额济纳旗
单位面积风 风频f(%) 能（kWh) 20 90 18 80 16 70 14 60 12 50 10 40 8 30 6 20 4 10 2 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 910 12 14 16 18 20 11 13 15 17 19 21 风速V（m/s) 东乌珠穆沁旗
机组额定功率 kw 额定风速 m/s 切入风速(不大于) m/s 机组额定功率 kw 额定风速 m/s 切入风速（不大于）m/s 5 0.05 0.1
WT2500 2500 24/48V3AC 3.5 3 2.5 12 300 有(机械式) 6.5/11 190 40 60
0.2 0.3 0.5
WT6000 6000 48/120/240V3AC 5.5 3 2.5 12 200 9.0/15 500 45； 65