风电文献综述报告
风电文献综述报告
文献综述报告( 2015届本科）学院：工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气2班*****学号：***********:**2015年 6 月小型风力发电系统研究与设计前言:随着近年来地球温室效应加重,传统化石燃料供应愈发紧张,人们开始进行新能源的寻找和开发。
而风能作为一种无污染的可再生能源,其利用简单、取之不尽用之不竭的特点使其在新能源领域脱颖而出.据研究,如果全球风能总量的1%被利用，那么世界3％的能源就可以被节省下来。
风能的利用在未来也许会取代传统化石燃料以及核能等能源方式。
世界各国均把风力发电作为应对能源短缺、大气污染、节能减排等问题的有效解决措施。
而小型发电系统在日常生活中如何应用也受到越来越多的关注。
1 风力发电研究的背景和意义风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。
清洁、高效成为能源生产和消费的主流，世界各国都在加快能源发展多样化的步伐.从 20 世纪 90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。
世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术，而中国是风能资源较丰富的国家，更需要开发利用风电技术。
技术创新使风电技术日益成熟。
目前,在发达国家风电的年装机容量以 35.7％高速度增长。
一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新，使风电技术日益成熟。
目前单机容量 50kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平，并成为当前世界风力发电的主力机型，兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行.同时，在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料，风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平，而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。
技术进步使风电成本具有市场竞争能力。
长期以来，人们以风电电价高于火电电价为由，一直忽视风电作为清洁能源对于能源短缺和环境保护的意义,忽视了风电作为一项高新技术产业而将带来的巨大前景。
文献综述：风电并网存在问题分析
风电并网的不利影响及分析一、风电并网的不利影响案例分析1、加拿大阿尔塔特电力系统截至2008 年，加拿大的阿尔伯塔电力系统（AIES）共有装机约280 台，总容量12 368 MW。
其中，煤电5 893 MW，燃气发电4 895 MW（热电联产约3 000MW），水电869 MW，风电523 MW，生物质等其他可再生能源214 MW。
阿尔伯塔的风电开发意向已达到11 000 MW，几乎与目前系统的装机容量相当，这在给AIES 带来巨大机遇的同时也带来了挑战。
因为，大规模的风电接入会增加系统发电出力的不稳定性，降低系统维持供需平衡的能力。
AIES 的装机以火电为主，且调节能力有限，系统备用容量也有限，电力市场的可调发电出力的灵活性不高，对外联络线的潮流交换能力相对有限。
因此，系统需要增强调节及平衡能力和事故响应能力，否则难以应对风电出力变化给系统带来的巨大压力。
电力生产和使用必须同时完成的特点决定了系统运行必须维持每时每刻的供需平衡。
供需失衡会引起发输电设备跳闸、负荷跳闸甚至系统崩溃等事故。
因此，维持系统的实时平衡是一个非常艰巨的任务，而大规模的风电并网，会从以下4 个方面影响系统供需平衡：（1）能否准确预测供需走势。
预测是实施供需平衡调节的基础。
供需差可能来源于负荷、潮流交换、间歇性电源等的变化。
供需走势的预测对于系统运行至关重要。
预测越准确，相关的运行决策越准确，运行人员越容易维持系统稳定。
而目前的风电预测，远不能达到系统运行对预测精度的要求，给大规模风电并网的系统运行带来很大隐患。
（2）需要足够的系统调节平衡资源来提升系统应对风电出力变化和不确定的能力。
系统调节平衡资源是指能被随时调度的、能维持系统平衡的调节备用容量、负荷跟踪服务等运行备用。
由于风电出力变化和不确定，导致系统必须维持很高的系统调节资源以作备用，降低了系统资源的利用率。
否则，系统将无法应对风电出力变化和不确定性，影响系统的安全可靠运行。
风力发电技术研究文献综述
风力发电技术研究文献综述伴随着经济的快速发展和全球工业化进程的加快,常规能源如煤、石油、天然气等不可再生能源有限,经过过去的几百年来无节制的开采和滥用,这些不可再生能源已面临枯竭。
风力发电既不会产生任何污染物,也不会造成太多的内部能量损耗,是一种取之不尽用之不竭的绿色能源，世界各国都有较大的蕴藏量,是目前最具大规模开发利用前景的能源。
随着电力电子技术的飞速发展,风能开始展现自身的优势,现阶段风电成本不断下降,已接近煤炭发电成本,成为一个有发展前途的新兴产业,年增幅高于27%，对风力发电进行深入研究有着重要的现实意义。
1．风力发电的原理风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，驱动发电机发电。
最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成。
空气流动的动能作用在叶轮上，推动叶轮旋转，将动能转换成功、机械能，叶轮的转轴与发电机的转轴相连，带动发电机发电。
20 世纪，现代风机增加了齿轮箱、偏转系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。
齿轮箱可以将很低的风轮转速变为很高的发电机转速，同时也使得发电机易于控制，实现很稳定的频率和电压输出。
偏航系统可以使风轮扫掠面总是垂直于主风向，风轮沿水平轴旋转，以便产生动力。
在变桨距风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心旋转，以便适应不同的风况。
在停机时，叶片尖部甩出，以便形成阻尼，液压系统就是在调节叶片桨距、阻尼、停机、刹车等状态下使用。
控制系统是现代风力发电机的神经中枢，现代风机是无人值守的：风机的控制系统根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网，对出现的任何异常进行报警，必要时停机。
2.风力发电的现状目前,中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行,风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。
风电事业的蓬勃发展,带动风力发电技术快速进步,其表现如下:(l)单机容量不断增加,1.5MW和2MW风电机组已成主流机型,5MW己经进人商业化运行阶段,8MW的风电机组正在研制或挂机试验运行。
文献综述
文献综述----风力发电机组齿轮传动前言充分利用风能资源，减少常规能源的消耗，符合国家能源改革的方向。
而且风能又是可再生能源(即在同一地点相距6～8倍风轮高度的距离后风能又达到原值)。
取之不尽，用之不竭。
风力发电场对比同规模使用燃煤电厂其向大气排放的污染物为零，实现固体、气体零排放。
风力发电厂比燃煤电厂可节省大量淡水资源，减少水环境污染。
特别是对缺少淡水资源的沿海及干旱地区更重要。
在沿海及旅游区风力机群也是一道风景线，可在一定程度上反映经济、文化、环境相融洽的程度。
通过实物教育，可增强公众开发自然资源、保护环境的意识。
建设风力电场对发展沿海经济有重大意义。
一、风力发电的发展现状“十五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。
2006年，中国风电累计装机容量已经达到2600兆瓦，成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。
2007年以来，中国风电产业规模延续暴发式增长态势。
2008年中国新增风电装机容量达到7190兆瓦，新增装机容量增长率达到108%，累计装机容量跃过13000兆瓦大关。
内蒙古、新疆、辽宁、山东、广东等地风能资源丰富，风电产业发展较快。
二、风力发电的发展趋势1 风力发电从陆地向海面拓展海面的广阔空间和巨大的风能潜力使得风机从陆地移向海面成为一种趋势.目前只有少数国家建立了海上风电场,但预计从2006 年开始,欧洲的海上风力发电将会大规模地起飞.2 单机容量进一步增大自MW级风力机出现后,风力机的尺寸和发电机组的单机容量增长速度加快.截至2003年,商品化的风力机风轮直径达到120m,单机容量达到4.5MW.随着各项技术的成熟,更大容量的风力发电机组将从实验室走向工业应用.3 新方案和新技术不断被采用在功率调节方式上,变速恒频技术和变桨距调节技术将得到更多的应用;在发电机类型上,控制灵活的无刷双馈型感应发电机和设计简单的永磁发电机将成为风力发电的新宠;在励磁电源上,随着电力电子技术的发展,新型变换器不断出现,变换器性能得到不断的改善;在控制技术上,计算机分布式控制技术和新的控制理论将进一步得到应用;在驱动方式上,免齿轮箱的直接驱动技术将更加吸引人们的注意.三、风力发电机组齿轮传动的技术的发展大型风力发电机组主要由风轮、机械传动系统、发电设备和控制系统组成，其中机械传动系统是将风轮吸收的风能以机械的方式传送到发电机的中间装置，包括传动轴系、联轴器、齿轮箱、离合器和制动器等，为了便于捕获风能和适应机组性能控制需要，机组还必须配置偏航传动、变桨距传动以及阻尼、制动等辅助装置大型风电机组的特殊环境和使用工况条件，对传动装置提出了不同寻常的要求，而大量的不确定因素，如图2 所示的外部动载荷和变化多端的风轮、电网异常载荷的作用、机舱刚性不足引起的强烈振动、只能通过估算和模拟的载荷谱和极限载荷分布等，都是传动装置必须考虑的重大问题。
文献综述——风电机组联网运行对谐波污染的影响
风电机组联网运行对谐波污染的影响近些年来，风力发电技术迅猛发展，发电成本大幅下降，同时风力发电不消耗化石燃料、不排放温室气体、不会带来环境污染问题，风电已成为可再生能源中发展最快的、最具有规模和发展前景的一种发电方式。
目前中国正在大力发展风电，因此分析风电机组的并网问题很有必要。
一． 风力发电机组的并网同步发电机在运行中，由于它既能输出有功功率，又能提供无功功率，周波稳定，电能质量高，已被电力系统广泛采用。
然而，把它移植到风力发电机组上使用却不甚理想，这是由于风速时大时小，随机变化，作用在转子上的转矩极不稳定，并网时其调速性能很难达到同步发电机所要求的精度。
并网后若不进行有效的控制，常会发生无功振荡与失步问题，在重载下尤为严重。
这就是在相当长的时问内，国内外风力发电机组很少采用同步发电机的原因。
但近年来随着电力电子技术的发展，通过在同步发电机与电网之问采用变频装置，从技术上解决了这些问题，采用同步发电机的方案又引起了人们的重视。
目前国内外大量采用的是交流异步发电机，其并网方式根据电机的容量不同和控制方式不同而变化。
风力发电机组并网方法有：(1)直接并网。
这种并网方法要求在并网发电机的相序与电网的相序相同，当发电机转速接近同步转速时，即可自动并入电网，自动并网的信号由测速装置给出，而后通过自动空气开关完成并网过程。
(2)降压并网。
这种并网方法是通过在异步电机与电网之间通过串接电阻、电抗器、自耦变压器等方式，从而降低并网合闸瞬间冲击电流幅值及电网电压下降的幅度。
由于电阻、电抗器等元件消耗功率，在发电机并网后，进入稳定进行状态时，必须将其迅速切除。
(3)通过晶闸管软并网。
这种并网方法是在异步发电机定子与电网之间每相串入一只双向晶闸管连接起来，从而使发电机并网瞬间的冲击电流，得到一个平滑的暂态过程。
风力发电机组常用的并网运行方式如下：(1)恒速恒频方式。
风力机组的转速不随风速的波动而变化，始终维持恒转速运转，从而输出恒定频率的交流电，但具有简单可靠的优点，但是风能利用率较低。
风力发电机文献综述
毕业设计文献综述题目：立轴风力发电机学生姓名：李春鹏学号：090501224专业：机械设计制造及其自动化指导教师：刘恩福2013年2月27日一、摘要风能利用技术的快速发展已使风能成为目前最重要的一种可再生资源。
现有的风能转化系统大部分将风能通过风力机装置转化为机械能，然后通过电机转化为电能，通常风力机按风轮旋转轴在空间的方向，分为水平轴风力机（HorizontalAxis Wind Turbine简称为HAWT）和立轴风力机（Vertical Axis Wind Turbine简称为VAWT）两大类，达里厄型（Darrieus）风力机为立轴风力机的典型机型。
立轴风力机由于其结构和气动性能的独特优势，越来越被人们重视。
变速风力机可以在很大的风速范围内工作，而且能最大限度的捕获风能，提高风力发电机的效率，而成为当前该领域的研究热点。
本文以大型变速立轴风力机为研究对象，风力机为典型的达里厄型风力机，直接驱动永磁同步电机发电。
通过建立风力机气动性能评估模型、传动系统模型、电机以及控制系统的模型，并在MATLAB/SIMULINK进行仿真模拟，得到风力机在各种工况下的运行情况，并实现了最大风能追踪的算法。
变速风力发电机提高了风能利用率，但增加了控制系统的难度，本文对最大风能追踪策略的理论进行分析研究。
分析了达里厄型风力机的气动性能评估模型，该模型是基于叶素动量理论的双多流管模型，考虑了达里厄型风力机旋转时叶片对风轮下盘面流动干涉的特性，以及翼型动态失速、气动阻力的影响，对1MW达里厄型风力机进行计算分析，得到了该风力机的气动性能，如风力机在各风速下的气动转矩与转速的关系，以及在各风速下的气动功率与转速的关系，为仿真模拟提供基础。
根据仿真的需要分别建立了风力机传动系统模型、永磁同步电机模型、最大功率跟踪算法等模型。
永磁同步发电机在同步旋转轴下建立，并对同步电机的解耦控制做了分析，最大功率跟踪算法采用尖速比控制方法。
直驱式风力发电与并网文献综述
直驱式风力发电与并网文献综述直驱式风力发电系统及并网关键技术文献综述学院：学号：姓名：专业：指导老师：目录1.1风力发电发展历史1.2中国能源现状1.3各国风力发电概况1.4风力发电特点及优点2.1风力发电原理2.2直驱式风力发电技术现状2.3直驱式永磁风力发电系统结构2.4直驱式永磁风力发电系统控制3.1并网运行关键技术3.2永磁同步电机控制3.3并网变流器控制3.4低电压穿越技术4.1未来风力技术发展趋势4.2中国风能资源分布及发展前景1.1风力发电发展历史Charles F. Brush（1849-1929）是美国电力工业的奠基人之一。
1887-1888年冬，Brush安装了一台被现代人认为是第一台自动运行的且用于发电的风力机。
它是个庞然大物——叶轮直径是17米，有144个由雪松木制成的叶片。
这台发电机仅为12千瓦。
这是因为低转速风机效率不可能太高。
丹麦人Poul la Cour（1846-1908）是一名气象学家同时也是现代风力发电机的先驱。
他建了一个属于他自己的风洞来实验风力发电机，随后发现了快速转动、叶片数少的风力机，在发电时比低转速的风力机效率高得多。
1918年，丹麦约有120个地方公用事业拥有风力发电机，通常的单机容量是20-35kW，总装机约3MW。
这些风电容量当时占丹麦电力消耗量的3%。
在二次世界大战期间，丹麦工程公司F.L.Smidth（现在是水泥机械制造商）安装了一批两叶片和三叶片的风机。
所有这些风机发的是直流电。
1951年，这些直流发电机被35kW的交流异步发电机取代。
在1973年第一次石油危机后，在丹麦，电力公司立即把目标放在的制造大型风力发电机上，德国、瑞典、英国和美国也紧跟其后。
1979年，他们安装了两台630KW风力发电机，一台是桨矩控制的，另一台是失速控制的。
1980~1981年，55KW风力发电机的诞生是现代风力发电工业和技术的突破，这种风力发电机使风力发电每千瓦时的成本下降了约50%。
文献综述
风力发电综述能源短缺、环境污染是人们目前面临的两个紧迫问题。
风能是一种清洁的可再生能源，风力发电是风能利用的主要形式，它在减轻环境污染、解决偏远地区居民用电问题等方面起着突出作用。
下面我将结合我查找的，从以下几个方面说明一下我对风力发电的认识。
一、风力发电的发展史。
风能用于发电只有100多年的时间。
19世纪末，丹麦首先研制了风力发电机，采用蓄电池充放电方式供电。
20世纪30年代到60年代末，西方国家开始大力研发技术发杂的大、中型风力发电机组，当时的机组多采用木制叶片、固定的轮毂的侧尾舵调速，科技工作者也对风电并网问题进行了初步研究。
在此时期，丹麦的Gedser 200 kW风力发电机组意义重大，它采用了异步发电机、定桨距风轮和叶片端部有制动翼片等设计。
到了20世纪70年代，风力发电进入了迅猛发展阶段。
20世纪90年代，丹麦维斯塔公司生产了一台55\11kW的风力发电机组，其技术先进，可靠性高。
由于选用了两种不同的功率电机，在低风速和高风速时，风能资源都能得到充分利用，被称为现代风力发电机的雏形。
二、风力发电的特点及其存在的问题。
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。
风力发电厂的建设工期短，单台风力发电机组的安装仅需几周，从土建、安装到投产，1万千瓦级的风力场建设期只需要半年到一年的时间。
此外风力发电还具有投资规模灵活，可靠性高，运行维护简单等优点。
目前，风力发电存在的问题有：（1）发电成本高。
成本高的主要原因是风力发电机生产成本较高及风力发电机在运行时的维护费用较高。
（2）风力发电机尚存在一些质量问题。
如风力发电机的寿命还难以达到20~30年，叶片断裂、控制系统失灵等事故还有发生。
（3）风力发电机组运行时抗干扰性有待解决。
（4）其它待解决的问题。
如提高风力发电质量以及机用蓄电池的攻关等问题。
三、风力发电机原理及结构简介。
风力发电机是一种将风能转换为电能的能量转换装置，它包括风力机和发电机两个部分。
风力发电综述报告
风力发电综述报告摘要本文对风力发电进行了综述，包括风力发电的原理、发展历程、技术特点、发电效率以及前景展望等内容。
风力发电作为一种清洁可再生能源，具有巨大的发展潜力，在减少碳排放、保护环境、可持续发展等方面具有重要意义。
本文从多个角度对风力发电进行了分析和论述，以期为读者提供全面了解风力发电的参考。
1. 引言随着对环境保护和可再生能源需求的不断增加，风力发电作为一种重要的清洁能源逐渐受到人们的关注。
风力发电利用风能将其转化为电能，是一种非常可行的替代能源。
本章将对风力发电的原理进行介绍。
2. 风力发电原理风力发电是利用风的能量将其转化为机械能，然后通过发电机转化为电能。
风力发电原理基于风能与风车的相互作用产生的力矩。
当风刮过风车叶片时，叶片受到空气流动的力量，产生转动。
通过传递给发电机的动力可以产生电能。
3. 风力发电的发展历程风力发电技术的发展经历了几个重要的阶段。
本章将对风力发电的发展历程进行概述，包括早期的风车运用、现代风力发电机的发展以及海上风力发电的兴起。
3.1 早期的风车运用早期的风车主要用于磨粉和提水等农业生产活动。
风车的使用可以追溯到几千年前，其原理与现代风力发电相似，但技术水平较低。
3.2 现代风力发电机的发展20世纪初，随着电力需求的增加和水力资源的逐渐枯竭，风力发电成为一种重要的替代能源。
1960年代，出现了第一台商用风力发电机，从此风力发电进入了实际应用阶段。
随着技术的不断进步和成本的降低，风力发电逐渐成为可行的能源选择。
3.3 海上风力发电的兴起近年来，海上风力发电作为风力发电的一个重要分支开始受到关注。
海上风力发电克服了陆地上空间有限的问题，能够利用更稳定、更强劲的海上风能，具有巨大的发展潜力。
4. 风力发电的技术特点风力发电具有一些独特的技术特点，本章将对几个主要方面进行介绍。
4.1 建设方式风力发电的建设方式分为陆上风电和海上风电。
陆上风电通过建设风电场来进行发电；海上风电则通过在海上建设风力发电机组来进行发电。
风电功率预测文献综述
风电功率预测方法的研究摘要由于风能具有间歇性和波动性性等特点，随着风力发电的不断发展风电并网对电力系统的调度和安全稳定运行带来了巨大的挑战。
进行风电功率预测并且不断提高预测精确度变得越来越重要。
通过对国内外研究现状的了解，根据已有的风电功率预测方法，按照预测时间、预测模型、预测方法等对现有的风电功率预测技术进行分类，着重分析几种短期风电功率预测方法的优缺点及其使用场合。
根据实际某一风电场的数据，选取合适的风电预测模型进行预测，对结果予以分析和总结。
关键词：风电功率预测；电力系统；风力发电；预测方法；引言随着社会不断发展人们对能源需求越来越大而传统化石能源日益枯竭不可再生，以及化石能源带来了环境污染等问题影响人类生活，人们迫切需要新的清洁能源代替传统化石能源。
风能是清洁的可再生能源之一，大力发展风力发电成为各国的选择。
根据相关统计，截止至2015年，全球风电产业新增装机63013MW，，同比增长22%[1]。
其中，中国风电新增装机容量达30500MW，占市场份额48.4%。
全球累计装机容量为432419MW，其中中国累计装机容量为145104,占全球市场份额的33.6%。
目前风力发电主要利用的是近地风能，近地风能具有波动性、间歇性、低能量密度等特点，因而风电功率也是波动的。
当接入到电网的风电功率达到一定占比时，风电功率的大幅度波动将破坏电力系统平衡和影响电能质量，给电力系统的调度和安全平稳运行带来严峻挑战。
根据风速波动对风力发电的影响按照时间长度可分为三类：一种是在几分钟之内的超短时波动，该时段内的波动影响风电机组的控制；另一种是几小时到几天内的短时波动，该时段内的波动影响风电并网和电网调度；最后一种是数周至数月的中长期波动，该时段内的波动影响风电场与电网的检修和维护计划。
本文主要研究不同的风电功率短期预测方法的优缺点。
通过对短期风电功率预测，能够根据风电场预测的出力曲线优化常规机组出力，降低运行成本；增强电力系统的可靠性、稳定性；提升风电电力参与电力市场竞价能力。
风力发电及其应用现状文献综述
文献综述毕业论文题目浅谈风力发电的原理及其应用现状学院物理与电信工程学院专业物理学姓名曹晓莹班级2012级2班学号201205010046指导教师王韩奎浅谈风力发电的原理及其应用现状摘要：为了毕业论文更好地完成，熟悉掌握专业文献资料，因此对搜集的文献资料进行归纳、分析和综合。
近几年来，关于风力发电原理的研究不少，主要集中于把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化转化为电力动能，即利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
而关于风力发电的研究现状的研究，主要集中于介绍了风力发电技术发展趋势及前景,一般都是集中介绍世界风力发电的现状并与我国的发展情况进行比较，对风力发电技术的发展趋势做出了预测，有部分作者着重对发展前景良好的海上风力发电做出了详细预测.但是都没有对Wind Tree即树状风力发电这一目前具有极大发展前景的风力发电装置进行介绍。
从众多的文献中选取了优秀文献做一下综述。
关键词：风力发电原理；风力发电应用现状；发展前景;[1］徐大平，柳亦兵,吕跃刚.风力发电原理[M］.北京：机械工业出版社,2011：1-7.本书的作者在书中着重围绕目前主流的并网风力发电系统展开，并对风力发电领域其他相关技术和设备做了简要介绍。
对于风的特性以及风能转换基本原理、大型水平轴并网风力发电机组的相关知识、垂直轴风力发电机组设备、小型离网型机组的相关内容做了介绍.[2]袁铁江,晁勤,李建林。
光电并网技术[M］.北京:机械工业出版社,2012: 1—9。
本书的作者针对风力发电机组建模、风电并网电力系统的安全稳定和电能质量分析、风电极限穿透功率、风电优化调度、风电功率预报等方面,结合实际案例阐述了风电并网涉及的关键技术问题。
其中在第一章集中介绍了风电并网问题产生的原因、风电并网涉及的关键技术及其现状、未来发展趋势等。
对风力风电原理做了系统的描述。
[3]赵海亮，郭鑫。
风力发电的技术综述［J］.河南科技，2013,第一卷(第一期): 58—59。
文献综述
文献综述前言许多世纪以来，风力发电机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。
近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。
70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。
风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。
主题我国风力发电机发展情况风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74×109兆瓦，其中可利用的风能为2×107兆瓦。
中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。
“十一五”期间，2010年，全国风电吊装容量累计达到3100万千瓦，连续5年翻番增长，超过美国，成为世界第一；2009年，我国3家风机生产企业进入全球十大风机供应商之列。
风电也为奥运会和亚运会提供了绿色的动力。
北京绿色奥运会工程项目中，总共有33台1.5兆瓦，总计4.95万千瓦的风力发电机组。
上海世博会期间，上海东海大桥34台3兆瓦，总计10.2万千瓦海上风力发电机组，为世博会提供清洁电力。
国网能源研究院副院长蒋莉萍介绍说，我国存在严重的风电站规模大而电网容量小、电网建设水平弱的问题。
风电的不稳定性对电网运行和电力供应的经济性都带来巨大挑战。
为支持风电发展和大范围消纳，国家电网公司加大电网建设力度，截至2010年底共投资418亿元，建成投运风电并网线路2.32万公里，其经营区域内风电并网装机已达到2826万千瓦，占全网最大用电负荷的4.2%。
风力发电机原理风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械。
广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。
风力发电利用的是自然能源。
风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。
风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成。
风力发电机文献综述分解
风力发电机文献综述分解前言风力发电机是当今最为广泛应用的清洁能源发电设备之一。
它利用风力旋转叶片产生机械能，通过发电机将机械能转化为电力，从而实现电能的生产。
本文旨在对风力发电机相关文献进行综述，梳理风力发电机设计、性能、控制等方面的发展现状，为风力发电行业的研究者提供参考和借鉴。
风力发电机的工作原理风力发电机的主要组成部分包括机架、转子、发电机等组件。
其工作原理是通过风力旋转转子，使得发电机产生电力。
其中机架是主要的支架组件，承担着整个风力发电机的重量，所以需要具备可靠的耐久性和稳定性。
转子是风力发电机的核心部分，其由叶片、轴和其他组件组成，当风力作用于叶片时，转子开始旋转，促使发电机在转动的过程中产生电力。
发电机是整个风力发电机的能量转换装置，它将机械能转换为电力，使其可以被送入电网。
风力发电机设计的发展现状叶片的设计风力发电机叶片是风能转化为机械能的部分，因此其设计对风力发电机的效率起着至关重要的作用。
针对传统叶片材料存在问题的研究表明，基于复合材料、竹材和内部结构优化等设计方法的叶片已经应用于实际生产中，其具有密度小、强度高、疲劳寿命长等优点。
同时，多种形状的切割边缘、叶首形状和尾缘形状的优化设计也可以提高叶片的风能转化效率。
风力发电机控制为了实现风力发电机的最大利用率和控制功率输出，风力发电机控制技术逐步发展。
现如今，闭环控制、协调控制和风速跟踪控制等都已经广泛应用于风力发电机领域。
对于消除风力发电机安全性、灵敏性和功率质量等方面面临的问题，还需要不断进行相关技术的研究和开发。
风力发电机的性能关于风力发电机的性能，主要涉及到其发电能力、风能转化效率和噪声水平等方面的表现。
针对传统的风力发电机发电效率较低的问题，涌现了一系列结构优化、流场数字仿真优化等方面的研究，通过这些研究可以有效地提高风力发电机的发电效率。
同时，尾流调控、控制策略优化等方面的研究也可以进一步提高风力发电机的风能转化效率和功率质量。
风力发电机文献综述
林内小型风力发电机风叶的设计摘要：随着国民经济的持续发展，能源危机的阴影正日益困扰着人类的生产和生活，因此人们开始把目光风能这个取之不尽、用之不竭的清洁能源，若风力发电机跟森林中的监测传感器配合，则能有效利用自然资源，实现可持续发展。
本文就林内小型风力发电机叶片原有的基础上进行优缺点分析，总结国内外风力发电机的发展和现状。
前言本人毕业设计题目为《林内小型风力发电机叶片部件的设计》，主要针对垂直轴风力发电机叶片部件的设计进行研究，对现有风力发电机的叶片发展历史进行总结分析，探索其优越性和可行性。
本文主要查询了2000年以来的有关小型风力发电文献期刊。
主体风力发电机分为水平轴风机和垂直轴风机。
水平轴风机最为典型的代表是3个叶片的荷兰风车，也是目前阶段技术最成熟，应用最广泛，占据主流市场的产品。
水平轴风机主要包括叶片技术、发电机和传动技术、并网技术三大部分。
其中叶片技术是其核心部分，叶片除了靠叶素理论计算和设计外，还要靠经验对计算值进行修正，对操作人员的技术要求十分高。
而我国是从20世纪80年代后期才涉足风力发电这一新兴行业，技术远远落后与世界发展水平，其研究主要是引进、吸收、消化叶片设计技术，没有自己的独立成果。
到2006年底，中国进入或正在进入大型风机市场的厂商已超过20家1 ，从企业数量上看，中国的企业数量超过了全世界风机厂商数量的一倍以上，但均缺乏叶片这一核心技术的独创性。
垂直轴风机，即转轴垂直于地面的风机，其历史可以追溯到几千年前，人们利用垂直轴风车进行提水。
而垂直轴风力发电机的发明则要比水平轴的晚很多，知道20世纪20年代才开始出现。
由于人们普遍认为垂直轴风轮的尖速比不可能大于1，风能利用率低于水平轴风力发电机，因而导致垂直轴风机长期得不到重视。
然而，随着科技日新月异和人类认识水平的不断提高，人们逐渐意识到垂直轴风机的尖速比不能大于1只适用于阻力型风机，而升力型风机的尖速比甚至可以达到6，并且其风能利用率也不低于水平轴，于是越来越多的人认识到垂直轴风机的发展前景，并大大提高了其研发技术，取得了突破性进展。
风电文献综述
随着交流电动机高性能变频调速技术及永磁同步电动机( PMSM)设计制造技术的不断进步,以矢量控制技术为核心的PMSM工业伺服驱动器得到了飞速发展,市场前景良好,带来了很好的社会效益和经济效益。
任何一种新研发的伺服驱动器或PMSM均需要长时间的性能验证,为此需要设计高性能测试平台。
到目前为止,变频传动系统的模拟测试平台大致包括以下几种类型:(1) 能量消耗型; (2) 能量回馈型; (3) 互馈对拖型。
其中,能量消耗型需要直流发电机和功率电阻来模拟实际负载,系统庞大,控制复杂,能量消耗严重。
能量回馈型需要同步电动机和直流发电机及并网装置,系统复杂,效率较低。
互馈对拖型包括两种:共用交流母线型和共用直流母线型。
共用直流母线型的结构相对简单,控制容易,效率最高,整流设备功率最小。
该互馈对拖型测试平台非常适用于测试伺服驱动器2PMSM传动系统的性能。
本文建立了共用直流母线的互馈对拖型测试平台,描述了该测试平台的工作原理,对整个机电系统进行了建模和仿真分析,给出了该测试平台的实际运行情况分析,并对互馈对拖测试平台的损耗与效率进行了分析,提出了能效比的概念。
摘要风能作为一种清洁的可再生能源，越来越被人们所关注，风力发电更是受到人们的重视。
现代风力发电技术的发展趋势一是无刷化，二是采用取消增速机构的风力机直接驱动低速发电机，其中最典型的是直接驱动式永磁风力发电机。
尤其是中小型直接驱动式永磁风力发电机，结构简单，运行可靠，即可并网又可独立运行，特别适合于我国边远地区，具有广阔的推广应用前景。
目前，国内对直接驱动式永磁风力发电机的研究还处在起步阶段，没有适用于中小型直接驱动式永磁风力发电机成熟的设计方法，本文以50kw直接驱动式永磁风力发电机为例，进行该种电机设训方法的研究。
首先，分析直接驱动式永磁风力发电机的设计特点。
由于电机转速很低，为了充分利用其圆周线速度，一般需要采用直径大而轴向长度短的结构，与传统高速电机的细长结构有很大区别。
4MW风力发电机组传动系统的设计(文献综述)
4MW风力发电机组传动系统的设计1文献综述1.1 风力发电机研究的背景及其意义1.1.1 风力发电机研究的背景风能是一种可再生的自然资源，是太阳能的转化形式,具体指的是太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均匀，从而使空气沿水平方向运动，空气流动所形成的动能。
据统计，地球上的风能理论蕴藏量约为2.74×1015MW,可开发利用的风能为2.×109MW，是地球水能的10倍，只要能够使用地球上1%的风能就能满足全球能源的需要。
风能是人类利用历史悠久的能源和动力之一，风能利用主要包括风力发电、风帆助航、风车提水、风力磨坊、风力锯木等。
人类对于风能的利用已有千年的历史，风能最早的利用方式是“风帆行舟”、利用“方格形风车”（Panemon）来带动石磨磨谷等。
12世纪，风车从中东传入欧洲。
据认为，是班师的十字军将风车的概念和设计带到了欧洲，风力和水力很快就在中世纪的英格兰成了机械能的主要来源。
今天，荷兰人将风车视为国宝，北欧国家保留的大量荷兰式的大风车，已成为人类文明是的见证。
如1895年，丹尼尔﹒哈利戴开始发展了后来演变成鼎鼎有名的“美国农场风车”。
在今天，假如没有这种风车，那么在美国、阿根廷和澳大利亚的许多地区，牲畜的牧场饲养也不是不可能的。
19世纪末，丹麦人首先研制了风力发电机。
1891年丹麦建成了世界第一座风力发电站。
到1973年发生石油危机后，风力发电进入了一个蓬勃发展的阶段，在世界不同地区建立了许多大、中型的风电场。
同时，气候的变化也推动了风电技术的进一步升温。
预计到21世纪中叶，风能将会成为世界能源供应的支柱之一，成为人类社会可持续发展的主要动力源[1]。
1.1.2 风力发电研究的意义从我国来看，改革开放以来,由于我国的经济增长基本建立在高消耗，高污染的传统发展模式上,出现了比较严重的环境污染和生态破坏,环境与发展的矛盾日益突出。
再加之不断增加的人口因素 ,这一切最终的结果是资源相对短缺，生态环境脆弱，环境容量不足，这也逐渐成为中国发展中的重大问题。
风电场等值文献综述
风电场等值文献综述一、风电场等值的背景和意义近几个世纪以来，世界经济和科技迅速发展，物质文化水平不断提高，但在这种繁荣背后却付出了惨痛的能源和环境的代价。
一方面，世界经济的发展伴随着能源尤其是化石能源消耗量的不断提高，按照现在的能源消耗量规模，化石能源等不可再生能源存在着很大的短缺甚至枯竭的风险；另一方面，化石能源的广泛应用也带来了许多的环境问题，其中大气污染和全球变暖等问题已经引起了世界各国的关注。
特别是在石油危机爆发之后，国际社会开始越来越重视能源消耗和全球气候变化等方面的问题，各个领域对开发和利用可再生能源的需求也开始变得越来越迫切。
可再生能源不仅取之不尽用之不竭，不存在资源枯竭问题，而且不会对生态环境造成直接的危害。
在这样严峻的能源形势下，大力发展可再生能源也成为世界能源发展的必然趋势[1]。
在电力领域，传统的火力发电不仅需要消耗大量的化石能源（煤），而且传统的火力发电厂会排出的有害气体、二氧化碳等的物质造成污染环境、加速全球变暖。
面对能源危机，电力行业也开始探索将可再生能源用于发电领域。
风能作为具有良好经济和社会效益的发电能源之一受到了世界各国的广泛关注，在近几十年得到了迅速的发展。
2012年，全球的风电产业累积装机容量高达282430MW，同比增长18.7%，新增装机容量高达44711MW，同比增长10.1%。
而我国作为风电大国之一，2012年累积装机容量75564MW,新增装机容量13200MW,继续位居世界第一[2]。
随着风电场大规模的规划、建设和运行，风电在电力系统中所占的比重逐步增加，风电场与电力系统之间的相互作用和影响也随之加大。
大规模风电场的接入会改变原有电网的潮流分布、线路传输的功率与整个系统的惯量，在电网故障期间及故障切除后风电场的暂态特性也将可能会影响到所接入电网的暂态稳定性。
为了更好的分析评价风电场和电力系统相互作用的机理和影响，就需要对风电场进行仿真建模[3]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文献综述报告（2015届本科）学院：工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气2班姓名：张越学号：1127226指导教师：谢嘉2015年 6 月小型风力发电系统研究与设计前言：随着近年来地球温室效应加重，传统化石燃料供应愈发紧张，人们开始进行新能源的寻找和开发。
而风能作为一种无污染的可再生能源，其利用简单、取之不尽用之不竭的特点使其在新能源领域脱颖而出。
据研究，如果全球风能总量的1%被利用，那么世界3%的能源就可以被节省下来。
风能的利用在未来也许会取代传统化石燃料以及核能等能源方式。
世界各国均把风力发电作为应对能源短缺、大气污染、节能减排等问题的有效解决措施。
而小型发电系统在日常生活中如何应用也受到越来越多的关注。
1 风力发电研究的背景和意义风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。
清洁、高效成为能源生产和消费的主流，世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。
从 20 世纪 90 年代开始，世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气，而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。
世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术，而中国是风能资源较丰富的国家，更需要开发利用风电技术。
技术创新使风电技术日益成熟。
目前，在发达国家风电的年装机容量以 35.7%高速度增长。
一个重要原因是各国积极以科学的发展观，采取技术创新，使风电技术日益成熟。
目前单机容量 50kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平，并成为当前世界风力发电的主力机型，兆瓦级的机组也已经开发出来，并投入生产试运行。
同时，在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料，风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术，有效地提高风力发电总体设计能力和水平，而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。
技术进步使风电成本具有市场竞争能力。
长期以来，人们以风电电价高于火电电价为由，一直忽视风电作为清洁能源对于能源短缺和环境保护的意义，忽视了风电作为一项高新技术产业而将带来的巨大前景。
近 10 年来，风电的电价呈快速下降的趋势，并且日趋接近常规发电的成本。
世界风力发电能力每增加一倍，成本就下降 15%。
按照这一规律计算，近几年的风电增长率一直保持在 30%以上，这就意味着每隔 30 个月左右，成本就会下降 15%。
风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面，近两年中国出现大面积的缺电，风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。
风电的诸多优势中，一个重要特点是风电上马快，不像火电、水电的建设需要按年来计算，风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算，即风场是可以在短时间内完成的。
世界风电正在以 33%甚至在部分国家以 60%以上的增速发展，我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。
2 世界风电发展现状进入 21 世纪，全球可再生能源也在不断发展，而在可再生能源中风能始终保持最快的增长态势，并成为继石油燃料、化工燃料之后的核心能源，目前世界风能发电厂以每年 32%的增长速度在发展，2008 年初，全球风力发电机容量达 5000 万MW。
由此可见，风电正在以超出预期的发展速度不断增长。
如今在全球的风能发展中，欧洲风能发电的发展速度很快，预计 15 年之后欧洲人口的一半将会使用风电。
欧洲是目前全世界风力发电发展速度最快，同时也是风电装机最多的地区。
2007年底欧洲地区累计风电装机容量为 2930 万千瓦，约占全球风电总装机容量的 73%。
尽管 2007 年欧洲风电装机增长幅度有所放缓，年增幅由2006 年的 35%降为 23%，不过随着一些欧洲国家海上风电项目的发展，预计欧洲地区风电装机仍将维持快速增长的势头。
美洲地区风电装机容量达 690 万千瓦，占全球风电总装机的 17%。
亚洲地区风力发电与美欧相比还比较缓慢，除印度一支独秀以外，其它国家风电装机容量均很小。
风电累计装机容量居前五位(到 2003 年底)的国家依次是：德国(14612 MW )、西班牙(6420 MW )、美国(6361 MW )、丹麦(307 MW )和印度(2120 MW )。
到 2007 年底，全球风力发电装机容量已突破四千万千瓦，风力发电占全球电力供应的0.5%。
2007 年全球新增风电装机容量便超过 830 万千瓦，而过去 5 年来全球风电装机容量年均增长速度超过 26.3%。
目前全世界风电工业规模约为 120 亿美元，预计到2020 年可望达到 1200 亿美元。
在欧洲，德国的风电发展处于领先地位。
在近期德国制定的风电发展长远规划中指出到2025 年风电要实现占电力总用量的 25%，到 2050 年实现占总用量的 50%的目标。
其中丹麦风能产业年营业额在 30 亿欧元左右，并网发电机组达 312 万千瓦，风能发电量占全国电力总量的 22%，居全球首位；而在该国的西北部地区，这个比例甚至已经达到 100%，预计 2030 年，丹麦全国 40%的电力都将来自风能。
同时亚洲的风电也保持较快的发展势头，印度则是发展中国家的典型。
2006 年印度风力发电装机容量达 298.5 万千瓦，位居全球第五，而且建立了风电设备产业，能生产70%的风机零部件及 1000 千瓦以上级别的风机整机，风机及部件出口欧美。
印度政府积极推动风能的发展，鼓励大型企业进行投资发展风电，并实施优惠政策激励风能制造基地，目前印度已经成为世界第 5 大风电生产国。
丹麦 BTM 咨询公司 2005 年 5 月所做的市场预测报告称，全球 2005 年至 2009 年新安装机组容量年平均增长率为 16.6%；预计 2009 年的增长率高达 26%，这么高的预期值是因为美国市场和亚洲主要市场的增长；2009 年之后预计 2010-2014 年的年增长率为10.4%。
随着全球风能的快速发展，风能将会成为 21 世纪全球经济发展所需的重要能源。
同时我们相信其他可再生能源也将会持续发展并得到充分利用，以满足人类对能源的不断增长的需求。
3 我国风电发展现状中国陆地 10 米高度层实际可开发的风能储量为 2.53 亿千瓦，风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。
考虑到近海风能，总储量应该不止 2.53 亿千瓦。
风电项目通常要求年利用小时数高过2000 小时，目前中国已经建成的风电场平均利用小时约 2300 小时，主要位于“三北”地区(西北、东北和华北)及东南沿海。
2003 年底，我国并网风电投产规模最大的省份依次为：辽宁(22.3%)、新疆(18.2%)、内蒙古(15.7%)、广东(15.2%)、浙江(5.9%)等。
中国风电真正开始有较大规模的发展是从 1996 年、1997 年开始的。
截至 2004 年底，中国有43 家风电场，安装 1291 台风力发电机组，并网风力发电装机容量为 76 万千瓦，名列世界第十，亚洲第三。
由于化石能源(石油、煤炭等)价格上涨、供电形势紧张、国家政策鼓励等原因，近年来我国风电建设再次加速。
2004 年全国在建、拟建项目的装机容量约 150 万千瓦，其中正在施工的约 42万千瓦，可研批复的 68 万千瓦，项目建议书批复的 45 万千瓦；其中，包括 5 个 10 万千瓦特许权项目。
类似的特许权项目，国家还将陆续推出 20 余个。
由于发展时间尚短，我国风力发电存在一些不足。
目前，我国尚未建立风资源数据库，现有的全国风资源分布图很粗，无法满足现在风电场选址的要求，迫切需要进一步细化。
我国海岸线较长，发展海上风电场也是一个方向，但目前我国尚未进行近海风资源调查。
我国对风资源的测量和分析方法不够完善，尤其是对复杂地形，在选择测风点和风资源分析方面缺少先进的技术和经验。
风电场优化设计方面技术比较落后，缺乏先进的工具和系统的方法。
我国风电场的运行和维护水平与国外风电场及国内火电生产和运行相比，也有明显的差距，缺乏对运行过程中出现的问题的详细记录和分析。
2002年，中国电科院的调查发现，我国很多风电场建成后实际年均发电量比预测值低20－30%，极少数风电场甚至低达 40%；很多风电场的年平均容量系数只有 0.21－0.24(年利用小时数 1840－2100)，少于 0.3 的期望值。
原因之一即是筹建前的测量与评估时存在问题。
有的是因为在测风阶段重视不够，还有的是因为目前风能分析软件依赖进口，国外地形、气候与中国有一定差异。
虽然技术上存在着差距,但是经过一些年的迅猛发展,也取得了一定成效我国陆续研制出兆瓦级风力发电机组,并且成功在风场运行发电,海上风力发电机的研发也在有条不紊地进行。
不仅大型风力发电机发展趋势好,小型风力发电机也得到了迅猛发展。
由我国自行研制开发的小型风力发电机组具有启动风速低、低速性能好、限速可靠、具有较宽的工作范围,而且成本低,价格便宜,可在我国广大地区使用。
目前,广大农牧区内的用户已经可以通过小型风力发电机组看电视和照明。
一些边防岛均上以前用柴油发电机的用户,也逐渐改变用小型风力发电机发电。
此外,公园、别壁庭院、高速公路旁、江边等地方,也都安装了小型风力发电机组,作为一道道亮丽的风景,供人们欣赏。
4 小型风力发电机简介风力发电机种类很多,但总的来说可以分为两类。
一类是水平轴风力发电机,即风轮的旋转轴与风向平行。
大多这类风力发电机配备有偏航装置,使得风机机船能根据需要来转动。
其中,小型风力发电机一般依靠尾舵被动对风,而大型风力发电机一般通过风向传感器以及电动机来实现主动对风。
另一类是垂直轴风力发电机,即风轮的旋转轴垂直于地面或气流方向。
这类风力发电机无需对风,相对于水平轴风力发电机,这是一大优点,它还有着结构设计简单等等优点。
风力发电机组由运行方式主要分为两类。
一类是独立式风力发电机组,即发电机发出的电能不并网,而通过蓄电池储存起来,负载直接从蓄电池中用电。
当风速很小或为零时,蓄电池还负责向风力发电机供电,保持控制系统正常的运行。
这种风力发电机组的单机容量很小,这一类风机一般使用在用电量很小的场合,或者混合其他能源形成互补供电系统。
另一类是并网型风力发电机组,它们和电网并联运行,即使把发出的洁净能源送到电网上去,是一种相当经济的模式。
当风速很小或为零时,风机从电网得电来保持控制系统的正常运行。
目前大型风力发电机多采用这种运行方式,既可以单台并网,也可以上百台组成风力发电厂并网,成为电网的常规能源。
并网型风力发电机组中有时还附带蓄电池,这样使得风力发电机组更加灵活,当电网故障掉电的时候,也能通过蓄电池供电保证风力发电机组的正常运行。
并网型风力发电机组的整体框图如图所示图4-1并网型风力发电机组的整体框图图中,箭头表示电能的流动方向。