风力发电及其控制教材
7.第六章 风力发电机控制
7.第六章风力发电机控制————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第六章风力发电机的运行与控制第一节控制系统的功能和内容一、控制系统的目标1、保证系统运行的安全、稳定和可靠2、最大风功率利用;3、保证电能质量；4、延长机组寿命。
二、控制系统的功能1、在运行风速范围内,能跟踪风向和最佳叶尖速比，获得最大风能；2、在风速低于运行最低要求是，能可靠将风力发电机切出；3、在高风速时，能限制风能的捕获,使风力发电机输出功率不超过发电机的额定功率；4、在阵风时，能减少风轮的机械应力和输出功率的波动,避免共振；5、减小功率传动链的暂态响应；6、调节无功补偿和转速,保证机组输出的电压和频率稳定。
三、控制的具体内容1、风力发电机稳态工作点控制稳态工作点就是功率平衡的稳定运行点.当外部条件和自身的参数变化时，风力发电机经过动态调整后将工作在一个新的稳态工作点。
工作点的位置与风力机、发电机的功率（或转矩）——转速特性有关.风力发电机的稳态工作点是风力机的功率（或转矩）-—转速特性曲线与发电机的功率（或转矩）—-转速特性曲线的交点。
控制系统的任务就是使风力发电机的稳态运行工作点尽可能靠近风力发电机的最佳风能利用系数曲线，使获得尽可能多的发电量。
2、风力发电机工作状态及转换控制风力发电机的工作状态的特征：（1）运行状态:机械制动松开;允许机组并网发电;机组自动偏航;液压系统保持工作压力；叶尖绕流器收回或由变桨距系统选择在最佳工作位置；冷却系统自动状态.（2）暂停状态：机械制动松开；机组与电网解裂；机组自动偏航；液压系统保持工作压力；叶尖绕流器收回或由变桨距顺桨；冷却系统自动状态;风力发电机空转或停止。
(3）停机状态:机械制动松开；机组与电网解裂；偏航系统停止工作；液压系统保持工作压力；叶尖绕流器弹出收回或由变桨距顺桨;冷却系统非自动状态；风力发电机空转或停止.(4）紧急停机状态：机械制动和空气制动同时动作,紧急电路开启;控制器所用输出信号无效；控制器仍在运行和测量所用输入信号.工作状态的转换：工作状态只能逐层上升.（1）工作状态层次上升1）从紧急停机到停机关闭紧急电路；建立液压工作压力；松开机械制动。
第2章 风力发电及其控制--《可再生能源发电》电子课件
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离网型：
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2.3 风力机及其控制
2.3.1 风力机的基本类型 2.3.2 风力机的工作原理 2.3.3 风能利用系数 2.3.4 风力机的功率控制
2.3.5 变桨系统 2.3.6 偏航系统
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2.3.1 风力机的基本类型
风力机是将风的动能转换为可 用机械能的机械装置，它通常由一 个在风的升力或阻力作用下可自由 旋转的转子组成。根据风力机转子 结构形式、安装方式、运行模式等 的不同，风力机可分为不同类型。 根据转子轴的位置，风力机可分为 水平轴和垂直轴两大类；对水平轴 风力机，依据风力机转子装在塔架 的迎风侧还是下风侧，可分为迎风 型和顺风型等；根据风力机桨距角 是否可以调整，分为定桨距和变桨 距风力机；根据风力机的转速是否 可以改变，又可分为恒速和变速风 力机等。
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2.2 风力发电系统结构原理
根据所发电能是否并入电网，风力发电系统可分为并网型 和离网型两大类。图2-3所示为并网型风力发电系统的简要组 成。
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图2-3 并网型风力发电系统的组成
齿轮箱又叫增速器，起增速作用，使发电机工作在较高转速， 这有利于减小发电机的体积和重量。 发电机是将机械能转换为电能的装置，是风力发电系统的 核心部件。
（2）海陆风。大陆与海洋的热容量不同。白天，在太阳照射 下陆地温度比海面高，陆地上的热空气上升，海面上的冷空气 在地表附近流向沿岸陆地，这就是海风。夜间，陆地比海洋冷 却得快，相对温度较高的海面上的空气上升，陆地上较冷的空 气沿地面流向海洋，这就是陆风。
（3）山谷风。白天受太阳照射的山坡朝阳面受热较多，形成 热空气；地势低凹的山谷处受热较少，则山谷内冷空气从山谷 流向山坡，形成谷风。夜间，山坡降温幅度大，上方的空气密 度增大，沿山坡向下流动，形成山风。
风力发电 基础的书
风力发电基础的书
以下是一些关于风力发电基础知识的书籍推荐：
1. 《风能工程基础》 - 作者：刘宾，该书介绍了风能的产生、分布、风机及风场设计等方面的基础知识。
2. 《风力发电技术及应用》 - 作者：詹万林，该书系统地介绍了风力发电的原理、技术、设备和应用等内容，适合初学者阅读。
3. 《风电工程师手册》 - 编者：欧阳杰，该书涵盖了风力发电的各个方面，包括资源评估、风机选型、风场设计、运维管理等内容，适合有一定基础的读者。
4. 《风力发电与利用》 - 作者：路远哲，该书介绍了风能转化为电能的过程以及风力发电系统的组成和运行，适合对风能利用原理感兴趣的读者。
这些书籍可以帮助你建立对风力发电的基础理论和实际应用的了解。
根据你的兴趣和背景，选择一本适合自己的书籍进行阅读将会更有帮助。
GUP3MW双馈风力发电机组培训教材
GUP3MW双馈风力发电机组培训教材一．3MW风力发电机组整机构架二．控制系统2.1 控制系统构成主控系统：塔上控制柜+塔底控制柜核心巴赫曼PLC 控制系统执行机构：变桨系统变流器 +发电机偏航系统信号采集反馈单元（各传感器）：叶轮转速传感器、发电机编码器、风速仪、风向标、PCH 震动传感器等遵循闭环控制原理：2.2 主控系统硬件组成UPC 3MW PLC 系统分为塔上1#站（主站），2#站（从站）和塔底3#站（从站）3部分组成，各站点硬件组成如下图示，因机型不同：海上机型、潮间带、陆上机型，部分模块选型略有不同。
详见图纸2.2.1 PLC 模块介绍背板✓背板作为控制器的组成部分，作用是实现与PLC 模块间的机械和电气连接；通过K-BS240电缆，一个背板可扩展成16个模块连接点；✓背面的后面是滑道，实现与控制柜的固定和可靠的接地点✓一个背板或背板组称为一个站点，一个站点不允许有两个单独背板，一个控制器最多能有16个站点；✓背板的扩展有多种形式：扩展电缆、总线扩展模块（BEM/BES），快速总线模块（FM/FS）、标准的通讯模块（CM/CS）；✓通过FM/FS（光纤通讯）可实现更长距离传输，最多可增加至222个I/O 模块连接点（主站12个+15个从站*每个从站14个）；✓在主站的16个模块连接点中，其中必包含一个处理器和一个电源模块（依据不同的处理器型号，有的是集成在处理器内，有的是外部独立的）；✓每个模块号码的定义是按每个站的从左至右的顺序从“1”开始的。
GUP 3MW 机舱柜用的是BS210，塔底柜用的是BS206。
●处理器模块MPC2XX系列处理器是M1控制器的核心，集成了2个以太网接口，一个PC 卡插口，和2个RS232/422/485接口，一个USB 接口，其中参数40代表CPU主频为400MHZ，需要和电源模块配套使用。
MX207具有供电模块（DC-DC，为背板供电），集成了一个CAN总站和一个100Mbit的以太网接口，（MOOG和能建变桨使用），如果和电源模块一起使用，内部电源将自动关闭。
第四、五章 风力发电机原理与控制 《风力发电原理》课件
• d）变桨距执行系统的大惯性与非线性 常用的液压执行机构和电机执行机构，驱动时呈现出非线性的性质。 随着风力机容量的不断增大，变桨距执行机构自身的原因引入的惯 量也越来越大，使动态性能变差，表现出了大惯性对象的特点。
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3.机组控制系统
主要控制系统
1）变桨距控制系统 2）发电机控制系统 3）偏航控制系统 4）安全保护系统
风轮
风
增速器
变桨距 风速测量
发电机 转速检测
并网开关
电网 变压器
并网
熔断器Leabharlann 控制系统发电功率 其它控制
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3.机组控制系统
控制系统功能要求：
1）根据风速信号自动进入启动状态或从电网自动切除； 2）根据功率及风速大小自动进行转速和功率控制； 3）根据风向信号自动对风； 4）根据电网和输出功率要求自动进行功率因数调整； 5）当发电机脱网时，能确保机组安全停机； 6）运行过程对电网、风况和机组的运行状况进行实时监测 和记录，处理； 7）对在风电场中运行的风力发电机组具有远程通信的功能； 8）具有良好的抗干扰和防雷保护措施。
双馈发电机矢量控制系统框图
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2）发电机控制系统—双馈发电机变流器
• 变流器有两部分组成，一部分叫网侧变换器，另一部分叫转子侧变换器，这是 根据他们所在位置命名的。网侧变换器的作用是实现交流侧单位功率因数控制 和在各种状态下保持直流环节电压的稳定，确保转子侧变换器乃至整个双馈电 机励磁系统可靠工作。转子侧变换器的主要功能是在转子侧实现根据发电机矢 量控制系统指令，变换出需要的励磁电压。
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风力发电机组培训教材-变桨部分
维护周期 (脂) 优选润滑剂 (油)
维护周期(油)
4.雷电保护装置
4.1安装位置
雷电保护装置在变桨装置中的具体位置见图1， 在大齿圈下方偏左一个螺栓孔的位置装第一个保 护爪，然后120等分安装另外两个雷电保护爪。
4.2组成部件
雷电保护爪主要由三部分组成,按照安装顺序 从上到下依次是垫片压板，炭纤维刷和集电爪。
2.4变桨轴承基本维护
1.检查变桨轴承表面清洁度。 2.检查变桨轴承表面防腐涂层。 3.检查变桨轴承齿面情况。 4.变桨轴承螺栓的紧固。 5.变桨轴承润滑。
2.5变桨系统工作环境
安装地点 工作寿命 环境温度范围 机舱内温度范围 工作过程中环境温度范围 露天环境要求 相对湿度 内陆和沿海地区 20年 -35°C 到 +45°C -35°C 到 +55°C -35°C 到 +55°C 腐蚀性，盐雾，流砂 在+40°C时为5% 到 95%， 露点
2.3变桨轴承的剖面图
从剖面图可以看出，变桨轴承采用深沟球轴 承，深沟球轴承主要承受纯径向载荷，也可承受 轴向载荷。承受纯径向载荷时，接触角为零。
位置1：变桨轴承外圈螺栓孔，与轮毂联接。 位置2：变桨轴承内圈螺栓孔，与叶片联接。 位置3：S标记，轴承淬硬轨迹的始末点，此区 轴承承受力较弱，要避免进入工作区。 位置4：位置工艺孔。 位置5：定位销孔，用来定位变桨轴承和轮毂。 位置6：进油孔，在此孔打入润滑油，起到润 滑轴承作用。 位置7：最小滚动圆直径的标记（啮合圆）。
用一个风扇强制风冷 一个内置在定子绕组中的 Pt-100 变频器操作，增加 du/dt 值,增加铁心损耗,增加电 压峰值 单传动, 闭合环路 100 %，当制动器有飞轮 时，电机必须持续保持叶 片在工作位置 最大加速度125 1 rpm/s
风力发电机组控制及优化运行讲义(第1、2章)
复杂的、强耦合、多变量的非线性系统，具有不确定性和多干扰等特点，致使风力发 电系统很难用数学模型来描述， 所以传统控制方法在风力发电系统中难以取得好的控 制效果。而智能控制可充分利用非线性、变结构、自寻优等各种功能来克服系统的参 数时变与非线性因素，因此各种智能控制方案已开始应用于风电机组控制领域。 在众多的风力发电机类型中，有几种机型由于具有良好的输出电压性能，近年来 获得了很大发展，从而渐渐成为并网风力发电机组的主流机型。这几种主流风力发电 机组通常可分类如下： ⑴按风轮桨叶（功率调节方式）分 定桨距机组：叶片固定安装在轮毂上，角度不能改变，风力机的功率调节完全依 靠叶片的气动特性。当风速超过额定风速时，利用叶片本身的空气动力特性减小旋转 力矩（失速）或通过偏航控制维持输出功率相对稳定。 普通变桨距型 （正变距） 机组： 这种机组当风速过高时， 通过改变叶片桨距角 （在 指定的径向位置叶片几何弦线与风轮旋转面之间的夹角） ，使功率输出保持稳定。同 时，机组在启动过程也需要通过变距来获得足够的启动力矩。采用变桨距技术的风力 发电机组还可使叶片和整机的受力状况大为改善，这对大型风力发电机组十分有利。 主动失速型（负变距）机组：这种机组的工作原理是以上两种形式的组合。当风 机达到额定功率后， 相应地增加攻角， 使叶片的失速响应加深， 从而限制风能的捕获， 因此称为负变距型。 ⑵按转速变化分 定速（又称恒速）机组：定速风力发电机组是指其发电机的转速是恒定不变的， 它不随风速的变化而变化，始终在一个恒定不变的转速下运行。 变速机组：变速风力发电机组中的发电机工作在转速随风速时刻变化的状态下。 目前，主流的大型风力发电机组都采用变速恒频运行方式。 多态定速机组：多态定速风力发电机组中包含着两台或多台发电机，根据风速的 变化，可以有不同大小和数量的发电机投入运行。 ⑶按传动机构分 齿轮箱升速型机组：用齿轮箱连接低速风力机和高速发电机（减小发电机体积重 量，降低电气系统成本） 。 直驱型机组：低速风力机直接连接到低速发电机。 ⑷按发电机分 异步型发电机组：发电机转速与电网同步转速之间存在转速差，包括笼型恒速异 步发电机和绕线式双馈变速异步发电机。 同步发电机：发电机转速与电网同步转速相同，包括电励磁同步发电机和永磁式 同步发电机，其中以永磁式同步发电机在风电场应用较多。 ⑸按并网方式分 并网型机组：风电机组并入电网运行，可省去储能环节。 离网型机组： 风电机组作孤岛运行， 一般需配置蓄电池等直流储能环节， 可带交、 直流负载或与柴油发电机、光伏（光热）电池并联运行。 风力发电机控制系统除了控制发电机“获取最大能量”外，还要使发电机向电网 提供高品质的电能。因此要求控制系统：①尽可能产生较低的谐波电流；②能够控制 功率因数；③使发电机输出电压适应电网电压的变化；④向电网提供稳定的功率。目 前国内外兆瓦级以上技术较先进的、 有发展前景的风力发电机组主要是双馈型异步发 电机永磁直驱型同步发电机，两者各有优缺点。单从控制系统本身来讲，永磁直驱型 同步发电机控制回路少，控制简单，但要求变流器容量大。而双馈型异步发电机控制 回路多，控制复杂些，但控制灵活，尤其是对有功、无功的控制，而且变流器容量小
风力发电原理(控制)教学课件
机舱
包含发电机和齿轮箱， 用于将风轮的机械能转
换为电能。
塔筒
支撑整个风力发电机组 ，提供所需的高度以捕
获更多风能。
控制系统
监控风力发电机组的运 行状态，确保其安全、
高效地运行。
风力发电机的工作原理
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03
04
风能捕获
当风吹过风轮叶片时，叶片的 翼型剖面产生升力，使叶片旋
转。
机械能转换
风轮通过主轴和齿轮箱将旋转 的机械能传递给发电机。
生命周期成本
包括初始投资、运营和维护成 本在内的总成本。
03
CATALOGUE
控制系统的基本原理与技术
控制系统的基本概念与组成
控制系统定义
控制系统是一种通过输入、处理和输出等环节，实现某一特定目 标的闭环系统。
控制系统组成
控制系统通常由传感器、控制器、执行器和被控对象等部分组成。
控制系统的基本功能
风力发电机组的维护与检修
日常维护
定期检查风电机组及相关设备的运行状态，及时 发现并处理潜在故障。
定期检修
根据设备运行状况和维修周期，进行全面的检查 、测试和维修，确保设备正常运行。
备件管理
建立完善的备件管理体系，确保备件供应及时、 充足，降低设备维修成本。
风力发电与其他可再生能源的互补利用
风光互补
利用风能和太阳能的互补性，合理配置风光发电机组，提高能源 利用效率和可靠性。
多能互补
结合风能、太阳能、水能等多种可再生能源，构建多能互补发电 系统，实现能源的多元化和稳定性。
区域能源互联
加强区域内的能源互联互通，优化能源资源配置，提高可再生能 源的消纳能力和能源利用效率。
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风力发电机组及其控制系统PPT课件
风力机的结构 风力机
传动链
发电机
变速发电技术
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2.1.2 风力机的结构和组成
风轮一般由2~3个叶片和轮毂所组成，其功能是将风能 转换为机械能。
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2.1.2 风力机的结构和组成
小型风力机的叶片部分采用木质材料，中、大型风力机的叶片的趋 势都倾向于采用玻璃纤维或高强度复合材料。
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2.1.2 风力机的结构和组成
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(3)电动机驱动的风向跟踪系统 对大型风力发电机组，一般采用电动机驱动的风向跟踪系统。整个偏航系统由电动机及减速机构、偏航调节
系统和扭缆保护装置等部分组成。偏航调节系统包括风向标和偏航系统调节软件。风向标对应每一个风向都有一 个相应的脉冲输出信号，通过偏航系统软件确定其偏航方向和偏航角度，然后将偏航信号放大传送给电动机，通 过减速机构转动风力机平台，直到对准风向为止。
叶片数少的风力机通常称为高速风力机，它 在高速运行时有较高的风能利用系数，但起 动风速较高。由于其叶片数很少，在输出同 样功率的条件下比低速风轮要轻得多，因此 适用于发电。
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水平轴风力机随风轮与塔架相对位置的不同而有上风向与下风向之分。
上风向：风轮在塔架的前面迎风旋转，叫做上风向风力机。上风向风力 机必须有某种调向装置来保持风轮迎风。
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风电产业
➢ 全球风电发展趋势 ✓ 机组容量大型化、产业规模化
➢ 新时期风电发展要求 ✓ 整体性要求更高、零部件相关技术有待提高 ✓ 与电网联系紧密，能效、稳定性要求提高 ✓ 控制系统重要性越发体现
➢ 我国风电发展存在问题 ✓ 风电建设与技术支持体系的不平衡 ✓ 控制系统研发、生产最为薄弱
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2.风电机组的构成
2.06%
风力发电机培训教材
风力发电机组培训教材1绪论随着经济快速增长，高耗能产业急速发展，对于可再生新能源的要求越来越迫切。
中国目前的电力供应主要以水力发电和火力发电为主，一旦干旱严重或煤炭供应紧张，电力供应就会受到很大的影响。
而风能作为一种重要的可再生能源，取之不尽、用之不竭。
因而风力发电技术在国内外受到了极大的重视。
1.1 风能开发与风力发电人类对风能的利用最早可追溯到3000 年前。
20 世纪70 年代早期，随着石油能源危机的出现，风能又重新得到人们的关注。
这时对风能的利用主要集中在如何使用风能来发电。
70 年代早期开始，风能发电的技术在一步一步地改进。
20 世纪最后十年，利用风能发电，全球范围内装机容量几乎每三年翻一番。
利用风能发电的成本也比80 年代初下降了大约1/6。
80 年代初，我国自主开发研制并批量生产了额定容量10 KW 以下的小型风力发电机，解决了居住分散的家牧民和岛屿居民的生产生活用电。
到了80 年代后期，我国先后从国外引进一批中、大型风力发电机组。
在新疆、内蒙古的风口及山东、浙江等省的岛屿建立了8 座示范性风力发电场。
1.2 我国的风能资源风能是太阳能的一种转化形式，太阳辐射到地球的能量中约有2%转化为风能。
地球上蕴有风能约为2.74 万亿kW，可利用的风能约为200 亿kW，装机容量可达100 亿kW，每年可发电13 万亿kWh。
地球上的风能资源是地球上水能资源的10 倍，已经利用的不足千分之一。
在技术上，全球风能资源是整个世界预期电力需求的2 倍，也就是说只要利用地球上50%的风能资源就能满足全球对于能源的需求。
1.3我国风能资源总量我国的风能资源十分丰富。
根据全国第 2 次风能资源普查结果，全国陆地风能离地面10 m高度的经济可开发量达2.53 亿kW，近海资源估计是陆上资源的3 倍，10 m 高经济可开发量约7.5 亿kW，全国陆地、海上风能离地面10 m 高度的经济可开发量总共约10 亿kW。
风力发电机组培训教材
一、运行维护的意义及重点
1.意义： 维护是延长风机寿命的“氧气”，风机的性能与平均寿命很大程度上依 赖于风机的运行和维护； 对风机/风电场进行正确的O&M是最大化返回风机/风电场投资的关键； 风机制造商基于维护的经验设计更好的风机 。 2.通过维护实现以下目标： 提高风机利用率 降低维护费用 提高运维人员的素质 减少损耗。 3.内容： 检查和测试控制系统及安全设备、维修小缺陷、以及更换或补充如齿轮 箱润滑油类的消耗品。 4.机组各部分的故障率：
2. 每台风机必备的文件
指导手册或操作说明书； 维修守则； 电路图； 液压回路图； 调试记录； 定期油样分析结果； 历届维护和修理报告的详细说明书； 带有所有历届修理人员电话的日志。
3. 登塔之前的准备
在进行任何维护之前，将风机风轮停下来并与电网脱离。在攀爬 风机之前，确认紧急开关和灭火器的位置，并通晓其操作。 登塔成员必须使用如下的个人保护装备： 攀爬塔架的安全装备 安全带和安全带固定说明 安全帽 攀爬保护——导向滑道或绳索道 维修人员投入工作之前需要进行适当的风机维护培训，并且取得 主管部门颁发的电气设备工作执照。他们应该带有一个合适的工 具箱，箱中配有用于风机例行维护所必需的最少的关键工具。
4.状态监测的优点
由于有监测数据提供的支持，故障诊断更加可靠。 故障预测提供了预计划维护的安排和订购备件的时间，使得维护 和维修工作时间更加可控。 可避免非计划停机，因此降低停机时间。 降低维护成本，包括节省人力、部件和停机时间、避免灾难性事 故。 更多保险公司愿意为CMS机组承保，可降低保险费用。
四、一般性维护
1. 一般性维护的原则
2. 每台风机必备的文件
3. 登塔之前的准备 4. 维修人员须知
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二.目前世界市场上风力发电概况
• 4). 变速恒频（Viarable speed） • 这种调节方式从理论上说是最优化的调节方式。
二.目前世界市场上风力发电概况
• 2). 变桨距调节风电机技术（Pitch regulation）
• 主要代表为Vestas。 • 变桨距调节的主要优点为：桨叶受力较小，桨
叶可以做得比较轻巧，风电机的结构部件都可以 做得比较轻巧；其缺点为：结构复杂。
二.目前世界市场上风力发电概况
• 3). 主动定桨距调节技术（Active stall regulation）
• Nordex（德国）1,013,461,6.7%,1,473,5.9%
• MADE（西班牙）592,191,2.8%,783,3.1%
• 三菱（日本）3791,782.6%,5582.2%
• REpower（德国）2461,33,1.9%,379,1.5%
• 其他3,034,448,6.6%,3,48214.0%
一.概述
6.变速恒频控制方案 恒速恒频的风力机转速保持
不变，而风速又经常变化，显 然Cp不可能保持在最大值。 变速恒频风力发电系统的特点 是风力机和发电机的转速可在 很大范围内变化而不影响输出 电能的频率。由于风力机的转 速可变，可以通过适当的控制， 使风力的尖速比处于或接近于 最佳值，从而最大限度的利用
风能。
二.目前世界市场上风力发电概况
• 1.四种风电机技术 • 1).定桨距调节风电机技术（Stall regulation）
这种技术就是所谓的典型丹麦风电技术的核心，其基本 原理是利用桨叶翼型本身的失速特性。其优点是：调节简 单可靠，控制也可大大简化；其缺点为：桨叶、轮毂、塔 架等主要受力部件的受力增大。 • 现在国际上600kW以下的机组，大部分仍在使用该项 技术，如MFG-MICON、BONUS、NORDEX等著名厂 商都采用该项技术。
目前使用这种技术的制造商主要是德国的 Enercon、荷兰的Largeway。 • 这种调节方法可以在输出功率低于额定功率之 前使效率达到最高。但当输出功率大于额定功率， 即风速大于额定风速后，其调节方式与变桨距方 式相同。恒频装置价格昂贵，是这种技术只在德 国大量使用，而其它国家很少采用的原因。
二.目前世界市场上风力发电概况
• 在风力发电中，当风力发电机与电网并联运行时，要求 风电的频率与电网频率保持一致，即频率保持恒定。恒速 恒频指在风力发电过程中，保持发电机转速不变，从而得 到恒频的电能；变速恒频指在风力发电过程中发电机的转 速可随风速变化，而通过其他控制方式来得到恒频电能。
• 风力机的功率与风速的三次方成正比，即
2.世界著名风力发电机组制造商
• 制造商（国家）/2000年底累计销售(MW)/2001年当年销售(MW)/2001年当年 市场份额(%)/2001年底累计销售(MW)/累计市场份额(%)
• Vestas（丹麦）3,3351,648,24.1%,4,983,20.0%
• Enercon（德国）2,1701,036,15.2%,3,206,12.9%
•
P=1/2CpAρυ3
• 式中：ρ--空气密度；υ--风速；A--风力机的扫掠面积；
C达p1--6风/2力7=机0的.5输93出）功率系数（一般Cp=1/3～2/5，最大可
一.概述
6.变速恒频控制方案
当风速在一定范围变 化时，若允许风力机做 变速运行，则能达到更 好利用风能的目的。这 是由于风力机的输出功 率系数Cp在某一确定的 尖速比（叶轮尖的线速 与风速的比值）TSR （tip speed ratio） 下达到最大值，如图1 所示。
一.概述
4.目前，我国仅掌握定桨距失速调节型风电机技术， 这类风电机的容量可以扩大到750kW，另外三种 技术均没有涉及。我国风电机技术开发仍处于较 低水平。
5.目前世界市场上风电机主要的调节技术有：定桨 距调节风电机技术，变桨距调节风电机技术，主 动定桨距调节技术，变速恒频四种。
一.概述
• 6.变速恒频控制方案
•
合计19,017,7,075 , 26,092
二.目前世界市场上风力发电概况
2.世界著名风力发电机组制造
排在第十一名至十三名的是Suzlon（印度）、 Lagerway（荷兰）和Dewind（德国）。 Vestas Wind System A/S（丹麦）： Vestas集团是一个跨国公司，在13个国家有 子公司及合资公司。主要业务是风电开发、制 造、销售、市场开拓和维修。产品的单机容量 范围从660kW到2MW，即将推出3 MW 产 品。
风力发电及其控制
一. 概述 二. 目前世界市场上风力发电概况 三. 当前风电机技术发展现状及趋势 四. 风力发电控制技术
一.概述
1.广泛应用的常规能源（如石油、天然气、煤及核 能等）是有限的并会产生污染。而洁净的可再生 能源（如太阳能、潮汐能及风能等）最近一些年 来得到了长足的发展，其中风能作为一种洁净无 污染的可再生能源，是目前最具有大规模开发利 用前景的能源，也是一种最具有竞争力的非常规 能源。风力发电是风能的主要形式，风力发电对 电力结构的调整以及环境保护将起到重要作用。
• NEG Micon（丹麦）3,636,847,12.,865,12.7%,2,288,9.2%
• Gamesa（西班牙）1,476,648,9.5%,2,125,8.5%
• Bonus（丹麦）1,713,593,8.7%,2,306,9.3%
一.概述
2.近年来世界风力发电发展十分迅速，每年其容量 以30%的速度递增。1998年世界风力发电装机容 量为9839MW，比1997年增加了29.6%。1999 年4月世界风力发电装机容量已突破了 10000MW。
3.由于陆上风电机受运输、安装等条件限制，单机 容量2MW是风电机发展的极限，这主要是因为 风电机容量达到2MW后，桨叶长度将达60-70m， 陆上运输极为困难，安装用的吊车容量将超过 1200-1400t。这种容量的吊车，除了在欧美等 发达地区外，其余地区基本没有。