海上风力发电机PPT课件
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海上风力发电机PPT课件
适用情况:水深一般小于10m,任何地质条 件的海床。优点在于:结构简单,造价低;抗 风暴和风浪袭击性能好,其稳定性和可靠 性是所有基础中最好的。
4、吸力式基础
该基础分为单注及多注吸力式沉箱基础等。吸 力式基础通过施工手段将钢裙沉箱中的水抽出 形成吸力。想比前面介绍的单桩基础，该基础 利用负压方法进行，可大大节省钢材用量和海 上施工时间，具有较良好的应用前景。
2、多桩基础 （1）普通多桩基础 （2）三脚桩基础
（1）普通多桩基础
普通多桩基础,根据实 际的地质条件和施工 难易程度还可以做成5 根桩, 外围桩一般做成 一定角度的倾斜。这 种基础与单桩基础 没 有本质上的区别,其适 用范围、优缺点和单 桩基础都相差无几。
（2）三脚桩基础
三脚桩基础,采用标准的三腿 支撑结构,由中心柱、三根插 入海床一定深度的圆柱钢管 和斜撑结构构成,钢管桩通过 特殊灌浆或桩模与上部结构 相连,其中心柱提供风机塔架 的基本支撑。这种基础由单 塔架结构简化演变而来,同时 增强了周围结构的刚度和强 度。
（3）高产出。海上风电场允许单机容低,通过更高的转动速度及电压,可获取更高 的能量产出
三、海上风力发电机组三个主要部分
（1）塔头（风轮和机舱） （2）塔架 （3）基础（水下结构与地基）
四、海上风力发电基础的形式
1、单桩基础 2、多桩基础 （1）普通多桩基础 （2）三脚桩基础 3、重力式基础 4、吸力式基础 5、悬浮式基础
5、悬浮式基础
它是漂浮在海面上的盒式箱体,风电设备的支撑塔 柱固定在盒式箱体上。在水深大于50m时,采用其 它形式的基础形式不经济时,就考虑浮体结构,浮体 根据锚固系统的不同而采取不同的形状,一般为矩 形、三角形或圆形。目前,还没有海上风电场应用 这种基础,但待浅海海域开发完毕,风电场向深海发 展的时候,浮体支撑必然有其广阔的应用前景。
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。
海上风力发电机组的电气基础设施以及运输、安装和维护PPT课件
• （3）实时监控海缆敷设施工中敷设速度与敷设张力，保持船舶行进 速度与敷设速度一致，确保海缆受到的敷设拉力在设计要求范围内；
• （4）海缆敷设时，应保持海缆入水角度为30~60O，确保海缆内部结 构不受损坏；
• （5）海缆敷设船应配备
GPS系统，实时记录海缆
敷设路径，为将来对海缆
的检查、保养、维修提供
2021/7/Leabharlann 49海上变电站的设计指导原则
• 一般装2台主变并以隔火墙隔离; • 主变容量需根据风场容量优化; • 开关设备所在区域通风良好; • 隔层空间设计充分考虑海底电缆安装的需要。 • 紧急备用电源完全独立，在事故情况下可接近，可控制，
可靠; • 柴油机或加热器远离危险区域，适当隔离; • 紧急备用电源不受水灾，火灾或主系统事故的影响，维持
2021/7/24
16
海上风力发电机的安装
• 离岸风力发电机的安装相对于岸上安装难度更高，可通过千斤顶驳船或浮吊 船完成。它们之中的选择取决于水的深度，以及起吊机的能力和驳船的载重 量。起吊机应具备提升风力发电机主要部件（如塔架、机舱、叶轮等）的能 力，其吊钩提升高度应大于机舱的尺寸，确保塔架和风力发电机装配的安装。 现有的浮吊船大多不是特意为海上风力发电场的风力发电机组安装而设计制 造的。对于大型海上风力发电场，当风力发电机组超过50台时，可以通过使 用安装驳船来控制建设周期（即控制成本），以确保完成建设任务。
海上风力发电机组的电气基础设施以及运输、 安装和维护
2021/7/24
1
在大型的海上风电场，电气基础设施不仅包括陆上风电场所需要的电缆铺设和 电网连接，还由于它是一个独立和复杂的系统有一些特殊的技术要求和特点
系统的可靠性及其冗余 部件组装和海上安装的成本较高 将电能输送到陆地的距离较远
海上风力发电机 PPT
适用情况:水深小于30m且海床较为坚硬的 水域,在浅水域中尤其适用,更能体现其经 济价值。
优点在于:制造简单,无需做任何海床准备。 缺点在于:受海底地质条件和水深的约束较 大,水太深 易出现弯曲现象;再则,安装时需 要专用的设备(如钻孔设备),施工安装费用 较高;另外,对冲刷敏感,在海床与基础相接 处,需做好防冲刷防护
5、悬浮式基础
它是漂浮在海面上的盒式箱体,风电设备的支撑塔 柱固定在盒式箱体上。在水深大于50m时,采用其 它形式的基础形式不经济时,就考虑浮体结构,浮体 根据锚固系统的不同而采取不同的形状,一般为矩 形、三角形或圆形。目前,还没有海上风电场应用 这种基础,但待浅海海域开发完毕,风电场向深海发 展的时候,浮体支撑必然有其广阔的应用前景。
适用情况:水深一般小于10m,任何地质条 件的海床。优点在于:结构简单,造价低;抗 风暴和风浪袭击性能好,其稳定性和可靠 性是所有基础中最好的。
4、吸力式基础
该基础分为单注及多注吸力式沉箱基础等。吸 力式基础通过施工手段将钢裙沉箱中的水抽出 形成吸力。想比前面介绍的单桩基础，该基础 利用负压方法进行，可大大节省钢材用量和海 上施工时间，具有较良好的应用前景。
二、海上风力发电的优点
近几年,海上风能资源丰富的其他国家,海上风电出 现了井喷式的发展,我国目前也有数个在建和在批 的海上风电项目。海上风电能够发展如此迅速,自 有其优势所在,与常规能源相比：
（1）节约资源,防止环境污染。首先,风力发电几 乎没有任何大气污染物的排放;其次,海上风力发电 不占用任何土地资源;再则,风力发电机组在其有效 服役期内所发的电量,大约是制造设备、风电场的 建设、运营维护以及最后淘汰整个过程所耗能源 的80倍以上,而一般的火电厂所发电量只有其完成 发电全过程所耗能源的4倍左右。
风力发电机整体结构ppt
小型风力发电机是一种用于家庭和小型商业 场所的小型风力发电机，具有灵活性和便携 性，但能量转换效率较低。
02
风力发电机结构概述
风轮叶片
01
叶片是风力发电机的核心部件之一，它的主要作用是将风能转化为机械能，进 而通过齿轮箱与主轴将机械能传递到发电机，最终将机械能转化为电能。
02
叶片的材料通常为玻璃纤维或碳纤维复合材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等 特点。
成部分。
风力发电机的技术发展趋势
大容量、高可靠性、长寿命、低噪音、低成本、易维护等特性 是风力发电机技术发展的趋势。
直驱式、半直驱式、双馈式等不同类型风力发电机组的技术特 点与优劣日益凸显。
海上风电技术逐渐成熟，为海上风电的大规模开发提供了技术 支持。
风力发电机的市场前景与发展趋势
全球风力发电市场规模持续扩大，海 上风电市场潜力巨大。
03
叶片的形状和尺寸会根据不同的风力发电机型号而有所不同，但通常都采用空 气动力学设计，以最大化捕风效率。
齿轮箱与主轴
齿轮箱是风力发电机中连接风轮叶片和发电机 的关键部件，它能够将风轮叶片的转速提升到 发电机所需的速度。
主轴是连接齿轮箱和发电机的轴，它能够将齿 轮箱传递的机械能传递到发电机。
齿轮箱和主轴通常采用高强度钢材制造，并经 过精密加工和热处理，以确保其高精度和长寿 命。
气动性能
叶片的气动性能与形状、材料和表面处理等有关 ，需要经过复杂的气动分析和优化。
强度与稳定性
叶片需要承受复杂的气动载荷和旋转离心力，因 此需要具备足够的强度和稳定性。
齿轮箱与主轴的工作原理
主轴设计
主轴是连接风轮叶片和发电机的重要部件，需要具备高强度、稳 定性和耐疲劳性能。
八 海上风电施工简介PPT课件
41
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(2) Nysted风电场 Nysted风电场共安装72台2.3MW的Bonus82.4型风力发电机，装机总容量165.6MW。该风电场距海岸9km， 位于波罗的海南部，水深6～9.5m，风机安装采用分吊装第二种方式进行。
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43
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44
1.2.2 整体吊装方案 整体吊装方式即为风机设备在陆上或近岸平台完成塔筒、机舱、轮毂、叶 片的组装，整体运输到风电场场址后，通过大型的起重设备吊装到风机基 础平台上方式。风电机组整体运输、吊装因质量大，重心高，且叶片、机 舱等受风面积大的构件主要位于机组上部，整体运输、吊装过程中的稳定 性、安全性控制要求很高。 海上风机整体吊装在英国的Beatrice风电场、国内的绥中36-1风电站、东海 大桥示范风电场采用过，在陆上将基础以上的塔筒、机舱、轮毂、叶片等 各部件组装成一个大型吊装体，运输至现场后一次性吊装完成。
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6
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7
目前国内海上风机基础尚处于探索阶段，已建成的四 个海上风电项目，除渤海绥中一台机利用了原石油平台 外，上海东海大桥海上风电场和响水近海试验风电场均 采用混凝土高桩承台基础，江苏如东潮间带风电场则采 用了混凝土低桩承台、导管架及单桩三种基础型式。
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8
基于国内外海上、滩涂区域风电场的建设经验，结 合海上风电场工程的特点及国内海洋工程、港口工程 施工设备、施工能力，可研阶段重点考察桩式基础， 并针对5.0MW风电机组拟定五桩导管架基础、高桩混 凝土承台基础和四桩桁架式导管架基础作为代表方案 进行设计、分析比较。
（1）基础施工 海上升压站工程的基础沉桩施工可采用风机基础沉桩施工类似，导管 架沉放工艺可以参照四桩桁架式导管架的沉放工艺。具体施工作业流 程可参见下图。
风力发电技术PPT课件
控制策略实施
实施效果评估
采用最大功率点跟踪和电网电压定向控制 策略，确保风力发电机在并网过程中能够 稳定运行，并实现对电网的友好接入。
通过实际运行数据对并网效果进行评估， 结果显示该并网方案和控制策略能够有效 提高风能利用率和电网稳定性。
06
运行维护与故障排除
运行维护管理体系建立
制定运行维护计划
02
风力发电机组成与工作原理
风轮结构与类型
01
02
03
水平轴风轮
风轮旋转轴与地面平行， 适用于大型风力发电机， 具有高风能利用率和稳定 性。
垂直轴风轮
风轮旋转轴与地面垂直， 适用于小型风力发电机， 具有结构简单、维护方便 等优点。
风轮叶片
叶片形状和材料对风能利 用率和噪音等性能有重要 影响，现代风力发电机多 采用复合材料叶片。
运行。
03
风力发电机组设计与选型
设计原则与方法
01
02
03
04
安全性原则
确保风力发电机组在各种恶劣 环境下的稳定运行，防止意外
事故发生。
经济性原则
在保障安全性的前提下，追求 经济效益最大化，降低度电成
本。
可靠性原则
提高风力发电机组的可利用率 和寿命，减少维护成本和停机
时间。
适应性原则
适应不同风资源和环境条件， 确保风力发电机组的良好运行
控制系统与辅助设备
控制系统
实现对风力发电机的启动、停机 、调速、并网等控制功能，保证
风力发电机的安全稳定运行。
偏航系统
根据风向变化调整风轮迎风角 度，提高风能利用率和减少风 轮载荷。
刹车系统
在紧急情况下实现风力发电机 的快速停机，保证设备安全。
风力发电技术PPT课件
规模化的风力发电场80年代后期投入运行。
18
截至2006年底， 我国除台湾外 累计安装风电 机组3311台， 装机容量 259.9万kW,共 建设91个风电 场，分布在16 个省。
19
“九五”期间，并网型风电机组得到快速发展。 定桨距失速型200kW、250kW、 300kW 、600kW风电 机组； 变桨距双速型600 kW风电机组； 中国一拖和西班牙Made合资建立一拖美德风电设备 公司，生产660kW风电机组； 中国西航和德国Nordex合作建立西安维德风电设备 公司，生产600kW风电机组。
德国Enercon E112型风力发电机最大输出功率达到6MW,风 力发电机全高186m,风轮直径为114m，切出风速为 28~34m/s，是目前世界上最大的风轮机。
11
丹麦和西班牙----紧随德国之后 丹麦和西班牙的风电也在高速发展。西班牙
的2006年装机容量达到11.6GW，欲挑战德国争 夺欧洲之冠的地位。丹麦已经成功地用风电来 满足国内23%的电力需求，是世界上风电贡献 率最高的国家。丹麦在风电机组制造、风能资 源评价和风电场接入电网等领域的技术均居世 界领先地位。
世界风能市场上风力发电机的主要供应商来自 欧洲和美国，其中丹麦一直居世界领先地位， 占全部市场份额的60%以上。
10
德国一直引领着世界风电市场的发展。德国2006年底发电 装机容量2194MW，是目前世界上发电装机容量最多和风力 发电机组技术最先进的国家。
德国风力发电的制造技术和生产规模都处于世界领先水平， 目前世界上在运行的最大的商用风力发电机组就产自德国。
15
中国的风能资源主要集中在两个带状地区,一条是“三 北(东北、华北、西北)地区丰富带”,其风能功率密度 在200瓦/平方米～300瓦/平方米以上,有的可达500瓦/ 平方米以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩 特的灰腾梁等,这些地区每年可利用风能的小时数在 5000小时以上，有的可达7000小时以上。从新疆到东北, 面积大、交通方便、地势平,风速随高度增加很快，三 北地区风能在上百万千瓦的场地有四五个,这是欧洲没 法比的。而这个地带的缺点是建网少,发出的电上不了 网。
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截至2006年底， 我国除台湾外 累计安装风电 机组3311台， 装机容量 259.9万kW,共 建设91个风电 场，分布在16 个省。
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“九五”期间，并网型风电机组得到快速发展。 定桨距失速型200kW、250kW、 300kW 、600kW风电 机组； 变桨距双速型600 kW风电机组； 中国一拖和西班牙Made合资建立一拖美德风电设备 公司，生产660kW风电机组； 中国西航和德国Nordex合作建立西安维德风电设备 公司，生产600kW风电机组。
德国Enercon E112型风力发电机最大输出功率达到6MW,风 力发电机全高186m,风轮直径为114m，切出风速为 28~34m/s，是目前世界上最大的风轮机。
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丹麦和西班牙----紧随德国之后 丹麦和西班牙的风电也在高速发展。西班牙
的2006年装机容量达到11.6GW，欲挑战德国争 夺欧洲之冠的地位。丹麦已经成功地用风电来 满足国内23%的电力需求，是世界上风电贡献 率最高的国家。丹麦在风电机组制造、风能资 源评价和风电场接入电网等领域的技术均居世 界领先地位。
世界风能市场上风力发电机的主要供应商来自 欧洲和美国，其中丹麦一直居世界领先地位， 占全部市场份额的60%以上。
10
德国一直引领着世界风电市场的发展。德国2006年底发电 装机容量2194MW，是目前世界上发电装机容量最多和风力 发电机组技术最先进的国家。
德国风力发电的制造技术和生产规模都处于世界领先水平， 目前世界上在运行的最大的商用风力发电机组就产自德国。
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中国的风能资源主要集中在两个带状地区,一条是“三 北(东北、华北、西北)地区丰富带”,其风能功率密度 在200瓦/平方米～300瓦/平方米以上,有的可达500瓦/ 平方米以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩 特的灰腾梁等,这些地区每年可利用风能的小时数在 5000小时以上，有的可达7000小时以上。从新疆到东北, 面积大、交通方便、地势平,风速随高度增加很快，三 北地区风能在上百万千瓦的场地有四五个,这是欧洲没 法比的。而这个地带的缺点是建网少,发出的电上不了 网。
《风力发电机概述》课件
风能转换的限制因素
风能的转换受到风速、风向、地形、气候等多种因素的 影响，需要合理选址和设计才能实现高效的风能转换。
风力发电机的工作流程
风车叶片旋转
当风吹过风车叶片时，叶片受到风的压力而 旋转。
发电机发电
传动系统
叶片的旋转通过传动系统传递到发电机转子 ，使转子转动。
发电机转子的转动产生电流，经过整流和变 压后输出电能。
噪音和视觉污染
大型风力发电机组在运行过程中会产生噪音，对周围居民 的生活产生影响，同时其庞大的结构和旋转的叶片也会对 景观造成一定程度的视觉污染。
维护和管理难度
风力发电机组通常安装在偏远地区，维护和管理难度较大 ，需要专业的技术和设备支持。
风力发电的未来发展
技术进步
随着科技的进步，风力发电机组的设计和制造技术将不断改进，提高 发电效率和降低成本。
家庭小型风力发电机
家庭小型风力发电机是一种适 合家庭和小型企业使用的风力
发电机。
家庭小型风力发电机通常采用 垂直轴或水平轴设计，利用小
型涡轮机产生电能。
家庭小型风力发电机具有较低 的安装和维护成本，能够满足 家庭和小型企业的电力需求。
家庭小型风力发电机的发电量 较小，通常用于补充电网供电 或为独立电力系统提供电力。
交通设施
在高速公路、铁路等交通设施中，可以利用 风能资源建设风力发电设施，为交通设施提 供辅助电力。
D
风力发电机的工作原理
02
风能转换原理
01
风能转换原理
风力发电机利用风的动力，通过风车叶片的旋转驱动发 电机转子的转动，从而将风能转换为电能。
02
风能的特点
风能是一种清洁、可再生的能源，具有分布广泛、能量 密度低、不稳定等特点。
风能的转换受到风速、风向、地形、气候等多种因素的 影响，需要合理选址和设计才能实现高效的风能转换。
风力发电机的工作流程
风车叶片旋转
当风吹过风车叶片时，叶片受到风的压力而 旋转。
发电机发电
传动系统
叶片的旋转通过传动系统传递到发电机转子 ，使转子转动。
发电机转子的转动产生电流，经过整流和变 压后输出电能。
噪音和视觉污染
大型风力发电机组在运行过程中会产生噪音，对周围居民 的生活产生影响，同时其庞大的结构和旋转的叶片也会对 景观造成一定程度的视觉污染。
维护和管理难度
风力发电机组通常安装在偏远地区，维护和管理难度较大 ，需要专业的技术和设备支持。
风力发电的未来发展
技术进步
随着科技的进步，风力发电机组的设计和制造技术将不断改进，提高 发电效率和降低成本。
家庭小型风力发电机
家庭小型风力发电机是一种适 合家庭和小型企业使用的风力
发电机。
家庭小型风力发电机通常采用 垂直轴或水平轴设计，利用小
型涡轮机产生电能。
家庭小型风力发电机具有较低 的安装和维护成本，能够满足 家庭和小型企业的电力需求。
家庭小型风力发电机的发电量 较小，通常用于补充电网供电 或为独立电力系统提供电力。
交通设施
在高速公路、铁路等交通设施中，可以利用 风能资源建设风力发电设施，为交通设施提 供辅助电力。
D
风力发电机的工作原理
02
风能转换原理
01
风能转换原理
风力发电机利用风的动力，通过风车叶片的旋转驱动发 电机转子的转动，从而将风能转换为电能。
02
风能的特点
风能是一种清洁、可再生的能源，具有分布广泛、能量 密度低、不稳定等特点。
风力发电机介绍PPT课件
第41页/共103页
1.5MW机组具有较好的防尘和密封性能;
叶片、风轮罩和轮毂表面都喷涂高附着力、耐腐蚀防护层， 能够保证这些零部件在机组寿命期限内不受腐蚀破坏。同 时针对沙尘暴环境，防护层中添加了性能较好的耐磨剂， 使机组能够很好的抵御沙尘的冲刷。
第42页/共103页
主要零部件简介（续）
6）主要零部件简介
由叶片和轮毂组成 是机组中最重要的部件：决定性能与成本 目前多数是上风式，三叶片；也有下风式，两叶片 叶片与轮毂的连接：固定式，可动式 叶片材料
第39页/共103页
主要零部件简介（续）
由风力发电机中的旋转部分组成。主要包括低速轴、 齿轮箱和高速轴，以及支撑轴承、联轴器和机械刹车。
——海上风力机
第35页/共103页
组合成多 种机型
海上机组
第36页/共103页
风力发电机组功率曲线
1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
HEAG-HW77/1500标准功率曲线 (1.225kg/m3)
第23页/共103页
三、风力发电机组基础知识
第24页/共103页
1、概论
• 1.1 风力发电机简介 • 1.2 风力发电机设计总论 • 设计过程 • 风力发电机组机构形式 • 机组载荷
第25页/共103页
1.1 风力发电机组简介
1）风力发电机 能量转化装置：风能 电能
第26页/共103页
几点说明：
第11页/共103页
利：风电的突出优点是环境效益好,不排放任何有害气体和 废弃物.风电场虽然占了大片土地,但是风电机组基础的使用 面积很小,不影响农田和牧场的正常生产.而且多风的地方往 往是荒滩或山地,建设风场的同时也开发了旅游资源.
1.5MW机组具有较好的防尘和密封性能;
叶片、风轮罩和轮毂表面都喷涂高附着力、耐腐蚀防护层， 能够保证这些零部件在机组寿命期限内不受腐蚀破坏。同 时针对沙尘暴环境，防护层中添加了性能较好的耐磨剂， 使机组能够很好的抵御沙尘的冲刷。
第42页/共103页
主要零部件简介（续）
6）主要零部件简介
由叶片和轮毂组成 是机组中最重要的部件：决定性能与成本 目前多数是上风式，三叶片；也有下风式，两叶片 叶片与轮毂的连接：固定式，可动式 叶片材料
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主要零部件简介（续）
由风力发电机中的旋转部分组成。主要包括低速轴、 齿轮箱和高速轴，以及支撑轴承、联轴器和机械刹车。
——海上风力机
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组合成多 种机型
海上机组
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风力发电机组功率曲线
1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
HEAG-HW77/1500标准功率曲线 (1.225kg/m3)
第23页/共103页
三、风力发电机组基础知识
第24页/共103页
1、概论
• 1.1 风力发电机简介 • 1.2 风力发电机设计总论 • 设计过程 • 风力发电机组机构形式 • 机组载荷
第25页/共103页
1.1 风力发电机组简介
1）风力发电机 能量转化装置：风能 电能
第26页/共103页
几点说明：
第11页/共103页
利：风电的突出优点是环境效益好,不排放任何有害气体和 废弃物.风电场虽然占了大片土地,但是风电机组基础的使用 面积很小,不影响农田和牧场的正常生产.而且多风的地方往 往是荒滩或山地,建设风场的同时也开发了旅游资源.
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
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。
海上风电综述PPT幻灯片课件
近海风电场：指在理论最低潮位以下5m～50m水深的海 域开发建设的风电场，包括在相应开发海域内无固定居 民的海岛和海礁上开发建设的风电场。
深海风电场：指在大于理论最低潮位以下50m水深的海 域开发建设的风电场，包括在相应开发海域内无固定居 民的海岛和海礁上开发建设的风电场。
12
地理位置 风机容量 投资成本 风机出力预测 电能输送方式
10
11
风电场分为陆上风电场和海上风电场两类。其中，海上 风电场包括潮间带和潮下带滩涂风电场、近海风电场和 深海风电场。
陆上风电场：指在陆地和沿海多年平均大潮高潮线以上 的潮上带滩涂地区开发建设的风电场，包括在有固定居 民的海岛上开发建设的风电场。
潮间带和潮下带滩涂风电场：指在沿海多年平均大潮高 潮线以下至理论最低潮位以下5m水深内的海域开发建设 的风电场。
超过 50 万千瓦。 2009 年欧洲已建立了 10 开发的风能资源是陆上风能资源的3倍。 风能密度
通过单位截面积的风所含的能量称为风能密度，常以 w/m2来表示。也就是空气子一秒钟时间内以V的速度流过 单位面积所产生的动能为风能，其一般表达式为：
E——风能密度
1
海上风电发展现状 海上风电的特点 海上风电相关课题
2
世界上第一座海上风电站1991年建于丹麦。 由于海上风电的建设难度较大、维护成本高，世界
海上风电的建设一直停滞不前。 2008 年以后，欧洲的海上风电建设开始逐步进入
蓬勃发展阶段。 2008 和 2009 连续两年世界海上风电新增容量均
13
地理位置： 与陆上风电场相比，海上风电场的优点主要是不占 用土地资源，基本不受地形地貌影响，但是要考虑 能否取得海域的使用权。
深海风电场：指在大于理论最低潮位以下50m水深的海 域开发建设的风电场，包括在相应开发海域内无固定居 民的海岛和海礁上开发建设的风电场。
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地理位置 风机容量 投资成本 风机出力预测 电能输送方式
10
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风电场分为陆上风电场和海上风电场两类。其中，海上 风电场包括潮间带和潮下带滩涂风电场、近海风电场和 深海风电场。
陆上风电场：指在陆地和沿海多年平均大潮高潮线以上 的潮上带滩涂地区开发建设的风电场，包括在有固定居 民的海岛上开发建设的风电场。
潮间带和潮下带滩涂风电场：指在沿海多年平均大潮高 潮线以下至理论最低潮位以下5m水深内的海域开发建设 的风电场。
超过 50 万千瓦。 2009 年欧洲已建立了 10 开发的风能资源是陆上风能资源的3倍。 风能密度
通过单位截面积的风所含的能量称为风能密度，常以 w/m2来表示。也就是空气子一秒钟时间内以V的速度流过 单位面积所产生的动能为风能，其一般表达式为：
E——风能密度
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海上风电发展现状 海上风电的特点 海上风电相关课题
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世界上第一座海上风电站1991年建于丹麦。 由于海上风电的建设难度较大、维护成本高，世界
海上风电的建设一直停滞不前。 2008 年以后，欧洲的海上风电建设开始逐步进入
蓬勃发展阶段。 2008 和 2009 连续两年世界海上风电新增容量均
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地理位置： 与陆上风电场相比，海上风电场的优点主要是不占 用土地资源，基本不受地形地貌影响，但是要考虑 能否取得海域的使用权。
风力发电教程PPT课件
3、叶素上的受力分析 • 在W的作用下，叶素受到一个气动合力元dR，可分解为平行于W的阻力元dD和垂直于
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 )
• 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。
• 安装角：桨叶剖面上的翼 弦线与旋转平面的夹角， 又称桨距角，记为。
• 半径r处叶片截面的几何桨距：在r处几何螺旋线的螺距。 可以从几个方面来理解：
—几何螺旋线的描述：半径r，螺旋升角。 —此处的螺旋升角为该半径处的安装角r。 —该几何螺旋线
与r处翼剖面 的弦线相切。 —桨距值： H=2r tg r
—气动力矩：合力R对（除自己的作用点外）其它点的力矩，记为M。又称扭转力矩。
• 为方便使用，通常用无量刚数值表示翼剖面的气动特性，故定义几个气动力系数： 2 升力系数： CL=L / (1/2 V C) 2 阻力系数： CD=D / (1/2 V C) 22 气动力矩系数： CM=M / (1/2 V C )
—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。
—弯度分布：沿着翼弦方向的弯度变化。
2、作用在翼型上的气动力
重要概念：攻角 气流速度与翼弦间所夹的角度，记做，又称迎角。 M
V C
L
R
• 由于机翼上下表面所受的压力差，实际上存在着一个指向上翼面的合力，记为R。
—阻力与升力：R在风速方向的投影称为阻力，记为D；而在垂直于风速方向上的投影称 为升力，记为L。
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 )
• 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。
• 安装角：桨叶剖面上的翼 弦线与旋转平面的夹角， 又称桨距角，记为。
• 半径r处叶片截面的几何桨距：在r处几何螺旋线的螺距。 可以从几个方面来理解：
—几何螺旋线的描述：半径r，螺旋升角。 —此处的螺旋升角为该半径处的安装角r。 —该几何螺旋线
与r处翼剖面 的弦线相切。 —桨距值： H=2r tg r
—气动力矩：合力R对（除自己的作用点外）其它点的力矩，记为M。又称扭转力矩。
• 为方便使用，通常用无量刚数值表示翼剖面的气动特性，故定义几个气动力系数： 2 升力系数： CL=L / (1/2 V C) 2 阻力系数： CD=D / (1/2 V C) 22 气动力矩系数： CM=M / (1/2 V C )
—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。
—弯度分布：沿着翼弦方向的弯度变化。
2、作用在翼型上的气动力
重要概念：攻角 气流速度与翼弦间所夹的角度，记做，又称迎角。 M
V C
L
R
• 由于机翼上下表面所受的压力差，实际上存在着一个指向上翼面的合力，记为R。
—阻力与升力：R在风速方向的投影称为阻力，记为D；而在垂直于风速方向上的投影称 为升力，记为L。
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
01
02
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
风力发电机PPT课件
整流器 转子励磁绕组 定子三相绕组
励磁调节器
蓄电池组
2024/1/12
图3-18硅整流自励式交流同步发电机电路原理图
第30页/共119页
（4）电容自励式异步发电机
电容自励式异步发电机是在异步发电机定子绕组的输出端接上电
容，以产生超前于电压的容性电流建立磁场，从而建立电压。其电路
示意图如下图所示。
A B
2024/1/12
第34页/共119页
2024/1/12
第35页/共119页
2024/1/12
双馈异步发电机工作原理：
异步发电机中定、转子电流产生的旋转磁场始终是相对静止的，当
发电机转速变化而频率不变时，发电机转子的转速和定、转子电流的频
率关系可表示为：
f1
p n 60
f2
式中
f1——定子电流的频率（Hz），f1=pn1/60，n1 为同步转速；
风力等级与风速的关系： N 0.1 0.824N 1.505
式中 VN——N级风的平均风速(m/s)； N——风的级数。
2024/1/12
第10页/共119页
4、风能
（1） 风能密度，空气在一秒钟内以速度ν流过单位面积产生的动
能。
E 0.5 3
表达式为：
（2） 风能，空气在一秒钟时间内以速度ν流过面积为S截面的动能。
SSW S
SSE
2024/1/12
第9页/共119页
2、风速
由于风时有时无、时大时小，每一瞬时的速度都不相同，所以 风速是指一段时间内的平均值，即平均风速。
3、风力
风力等级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种现象， 按风力的强度等级来估计风力的大小。国际上采用的为蒲福风级， 从静风到飓风共分为13个等级。
励磁调节器
蓄电池组
2024/1/12
图3-18硅整流自励式交流同步发电机电路原理图
第30页/共119页
（4）电容自励式异步发电机
电容自励式异步发电机是在异步发电机定子绕组的输出端接上电
容，以产生超前于电压的容性电流建立磁场，从而建立电压。其电路
示意图如下图所示。
A B
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双馈异步发电机工作原理：
异步发电机中定、转子电流产生的旋转磁场始终是相对静止的，当
发电机转速变化而频率不变时，发电机转子的转速和定、转子电流的频
率关系可表示为：
f1
p n 60
f2
式中
f1——定子电流的频率（Hz），f1=pn1/60，n1 为同步转速；
风力等级与风速的关系： N 0.1 0.824N 1.505
式中 VN——N级风的平均风速(m/s)； N——风的级数。
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4、风能
（1） 风能密度，空气在一秒钟内以速度ν流过单位面积产生的动
能。
E 0.5 3
表达式为：
（2） 风能，空气在一秒钟时间内以速度ν流过面积为S截面的动能。
SSW S
SSE
2024/1/12
第9页/共119页
2、风速
由于风时有时无、时大时小，每一瞬时的速度都不相同，所以 风速是指一段时间内的平均值，即平均风速。
3、风力
风力等级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种现象， 按风力的强度等级来估计风力的大小。国际上采用的为蒲福风级， 从静风到飓风共分为13个等级。
相关主题
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10
2、多桩基础
（1）普通多桩基础 （2）三脚桩基础
.
Hale Waihona Puke 11（1）普通多桩基础普通多桩基础,根据实 际的地质条件和施工 难易程度还可以做成5 根桩, 外围桩一般做成 一定角度的倾斜。这 种基础与单桩基础 没 有本质上的区别,其适 用范围、优缺点和单 桩基础都相差无几。
.
12
（2）三脚桩基础
三脚桩基础,采用标准的三腿 支撑结构,由中心柱、三根插 入海床一定深度的圆柱钢管 和斜撑结构构成,钢管桩通过 特殊灌浆或桩模与上部结构 相连,其中心柱提供风机塔架 的基本支撑。这种基础由单 塔架结构简化演变而来,同时 增强了周围结构的刚度和强 度。
.
17
五、对基础选型的影响
1、水深 2、土壤和海床的条件 3、外部载荷 4、施工方法和条件 5、成本
.
18
六、风力发电机组的发展
我国面临着严重的电力缺口,资源的 日益枯竭使得我国已不太可能大规 模的发展常规电力(火电),我国有着 10亿kW风能储量,海上风能的优势 以及日趋成熟的开发技术使得我国 . 海上风电将会出现19大规模的开发。
.
5
与陆基风电相比,海上风电有如下优势:
（1）风速、低风切变。由于海水面十分光滑, 粗糙度较小,摩擦力较小。因此,风速较大,风速、 风向的变化较小,风切变(即风速随高度的变化) 也较小,这样就不需要很高的塔架,可降低风电 机组成本。
（2）低湍流。海上风湍流强度小,具有稳定的 主导风向,机组承受疲劳负荷较低,风机寿命更 长。
海上风力发电机组
.
1
一、简介
由于海上风资源丰富，不受土地使用的限制，且 海上风电具有高风速、低风切边、低湍流、高产 出等显著优点，已经逐渐成为风电发展的新领域。 我国具有很长的海岸线，邻近海域具有非常丰富 的风资源，如果能充分利用这些风能，将有助于 解决我国的能源和环境问题。我国海上风力发电 技术刚刚起步，需要借鉴欧洲的经验，开发设计 适合我国海域特点的海上风电项目，对我国的风 力发电技术及能源战略具有重大的意义。
锤或振动锤贯入海床,或者在海床
上钻孔,二者在桩的直径的选择上
有一些区别,撞击入海床的方法,桩
的直径要小一些,海床上钻孔的方
法,桩的直径可以大一些,壁厚可适
. 当减小。
9
适用情况:水深小于30m且海床较为坚硬的 水域,在浅水域中尤其适用,更能体现其经 济价值。
优点在于:制造简单,无需做任何海床准备。 缺点在于:受海底地质条件和水深的约束较 大,水太深 易出现弯曲现象;再则,安装时需 要专用的设备(如钻孔设备),施工安装费用 较高;另外,对冲刷敏感,在海床与基础相接 处,需做好防冲刷防护
（2）运营成本低。风力发电所需要的能量来自 于风,除发电机组外,风力发电所需的其它辅助设 备和材料很少,除少量的运营维护费用外,风力发 电的日常费用很低。
（3）风力发电项目建设周期短、灵活性强。风 电场的建设期一般不超过两年,而建设一个火电 厂,最快也需要几年的时间,水电站与核电站的建 设周期会更长;其次,风电场的建设规模可以根据 具体情况而定,如果资金实力雄厚就可以大规模 建设,不足则可分期完成,建成一台机组,就可以运 行,风力发电所具有的灵活性大大提高了其自身 的可利用价值和竞争优势。
（3）高产出。海上风电场允许单机容量更大
的风机,高者可达5MW～10MW,由于对噪音要
求较低,通过更高的转动速度及电压,可获取更
. 高的能量产出
6
三、海上风力发电机组三个主要部分
（1）塔头（风轮和机舱）
（2）塔架
（3）基础（水下结构与地基）
.
7
四、海上风力发电基础的形式
1、单桩基础
2、多桩基础
（1）普通多桩基础
（2）三脚桩基础
3、重力式基础
4、吸力式基础
.
8
1、单桩基础
单桩基础是最简单的基础结构,由
焊接钢管组成,桩和塔架之间的连
接可以是焊接连接,也可以是套管
连接,通过侧面土壤的压力来传递
风机荷载。桩的直径根据负荷的
大小而定,一般在3～5m左右,壁厚
约为桩直径的1%。插入海床的的
深度与土壤的强度有关,可由液压
.
2
.
3
二、海上风力发电的优点
近几年,海上风能资源丰富的其他国家,海上风电 出现了井喷式的发展,我国目前也有数个在建和在 批的海上风电项目。海上风电能够发展如此迅速, 自有其优势所在,与常规能源相比：
（1）节约资源,防止环境污染。首先,风力发电几 乎没有任何大气污染物的排放;其次,海上风力发 电不占用任何土地资源;再则,风力发电机组在其 有效服役期内所发的电量,大约是制造设备、风电 场的建设、运营维护以及最后淘汰整个过程所耗 能源的80倍以上,而一般的火电厂所发电量只有其 . 完成发电全过程所耗能源的4 4倍左右。
谢谢欣赏
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20
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16
5、悬浮式基础
它是漂浮在海面上的盒式箱体,风电设备的支撑
塔柱固定在盒式箱体上。在水深大于50m时,采
用其它形式的基础形式不经济时,就考虑浮体结
构,浮体根据锚固系统的不同而采取不同的形状,
一般为矩形、三角形或圆形。目前,还没有海上
风电场应用这种基础,但待浅海海域开发完毕,
风电场向深海发展的时候,浮体支撑必然有其广
基础放于碎石之上。在与海
平面接触的部位,为了减小冰
.
14
荷载带来的影响,可将其设计
适用情况:水深一般小于10m,任何地质条 件的海床。优点在于:结构简单,造价低; 抗风暴和风浪袭击性能好,其稳定性和可 靠性是所有基础中最好的。
.
15
4、吸力式基础
该基础分为单注及多注吸力式沉箱基础等。吸 力式基础通过施工手段将钢裙沉箱中的水抽出 形成吸力。想比前面介绍的单桩基础，该基础 利用负压方法进行，可大大节省钢材用量和海 上施工时间，具有较良好的应用前景。
适用情况:应用于水深达30M 以上,且海床较为坚硬的海域。
.
13
3、重力式基础
重力基础,一般为钢筋混凝土
结构,是所有的基础类型中体
积最大、重量最大的基础,依
靠自身的重力使风机保持垂
直。在制作时,一般利用岸边
的干船坞进行预制,制作好以
后,再将其漂运至安装地点。
海床预先处理平整并铺上一
层碎石。然后再将预制好的