风力发电技术现状及发展趋势
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术 成 熟 ，单 机 容 量 大 ， 启 动 性 相 对 较 好 。 １ ． ６ 风 力 发 电 的 变换 器 功 率 变 流 技 术 分 类
力发电系统的类型
风力 发 电机 组种 类很 多，可 以根据 不 同
０ 分标准分成几种类型 。 按 机组容量划分
就要 求风电发 电机组 不脱 网运行 ，在故 障切 除 后尽 快帮助 电力系统 恢复运行 ，即低压 穿越 ，
１ ． ４ ． １ 定 浆 距 失 速 调 节 型 该 类 型风 电系 统通 过 固定 轮毂 和桨 叶来
保持 浆距 角不变 ，该输 出功率调节方式简 单，
在 全 球 能 源 过 度 消 耗 的 生 态 环 境 下 ， 对
（ ２ ）采 用无刷 交流双 馈异 步 电机 、开关 磁阻发 电机和 高压 发 电机也 降低 了成本 ，提高 了可靠性 ，便 于设备维修及养护 ，新型风力发 电机的研制仍然是 当前的重要任务 。 （ ３ ） 新 型 大 功 率 变 化 器 的研 究 和 应 用 势
ｌ 力电子 ● Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
风 力发 电பைடு நூலகம்术现状 及发展趋势
文／ 王 珊 珊
１ ． ３ ． １离 网 型 风 力 发 电系 统
储能式发 电机等 。
风 能是 最 具商 业化 前 景 的可 再 生 能源 ，在 全 球 已得 到 大规 模 的开发和利用 ，随着科技 的发展 ， 风 力发 电技 术取 得 了显著 的进步。 本 文 阐述 了风 力发 电系统 的基 本 类 型 ，并对 不 同类 型风 力发 电 系 统 使 用 的发 电机 进行 了介 绍，最 后 对风 力 发 电技 术 的发展 趋 势进
主要 用于恒 速运行情况 ， 该系统 由于叶片较重 ， 机组 受力较大，导致发 电效率相对较 低。
１ ． ４ ． ２变 浆 距 调 节 型
ｉ 源 的研 究和利用 己成为世界 热门的话题 ，
） 发 电是 新 能 源 发 电技 术 中最 具规 模 开 发 和 化 发 展 前 景 的 发 电方 式 ， 目前各 国 都 在 加
ｆ 风力发 电及其相关 的技术研 究。全球风 电
研 究具有重要意义 。
响逐渐 加深 ，为 了不影 响电力系统 的稳 定性， 风力 发 电机 风轮 轴按 位置 分 为垂 直轴 风 力发 电机和水平 轴风力发 电机 ，其 中，垂直轴 风力发 电机装机 成本相对较低 ，机组 维护检修 方便 ，机组使用 寿命长 。水平轴风 力发 电机技
间。
供 电中应用较为广泛 。 １ ＿ ３ ． ２并网型风力发 电系统 并 网型 风力 发 电系 统与 常规 发 电模式 相 同 ，通过与 大电网互联提高风 能的有效利用 ， 具有较好 的经济性，是现阶段 比较流 行的大型 风 电场风 能发电方式。
键词 】风 力发 电 风 能 技 术现状 发展趋 １ ・ ４风 力发 电的输 出功率调节方式分 类
很 多 国家 都在 致力 于研 究此 项 ，我 国在 ２ ０ １ １
年已 自主研制 出直驱 永磁 机组成功通过 了低压 穿越 测试，后续还 需继续 完善。 （ ５ ）国外对风 电机组 和风 电场的短 期及
长期发 电预测做 了很 多研 究， 取得 了重大进步 ， 按机 组容 量 划分 可分 为 小型 机组 、 中型 风 力发 电系统 按照 的变 换器 功 率变 流技 我国应借鉴欧洲 国家风能功率预测在 推动风 电 ｌ 、大型机组和 巨型机组。小型机组 的机 组 术分为交 ． 交变 换系统、交 ． 直． 交变换系统 、 大规模利用方 面的成功经验 ，大 力开 展有关研 为Ｏ ． １ ． １ ｋ ｗ；中型机 组容量为 １ ． １ ０ ０ Ｏ ｋ ｗ： 混合式变 换系统 、矩阵式变 换系统、多 电平变 究，提高预测技术水 平。 机 组 容量 为 １ － １ ０ ＭＷ ； 巨型 机组 容 量 为 换和 谐振变 换系统 这五类 。其中交 ． 直． 交变
行 了探 讨 。
离 网型风 力发 电系统 以单 机独 立 运行 为
主 ， 该 系 统 容 量 一般 在 几 百 至 上 千 瓦 级别 ， 相 对 较 小 ，主 要 用 于 缺 点 地 区 用 户 ，在 城 乡 公 路
３ 风 力 发 电技 术 的 发 展 趋 势
我 国风 电行 业 已经 步入 了快 速 发展 的时 期 ，风 力发电技术逐渐更具 规模 化和有效化 ， 现 己采 用新的叶片技术 、新 型发力风 电机 、新 型电力电子技术等智 能优化 风力发 电系统 ，提 高了可 靠性和恶劣环境下 的安全性 。 （ １ ）对于 巨型机 而言 ，采 用延长 叶片会 使 运输和安装成本增加 ，因此分段式 叶片技术 应 运而生 ，很好 的解 决了运输和安装 问题，同 时采用强化碳纤维增 强叶片刚度 ，玻璃钢 和热 塑 等 混 合 纱 丝 制 造 叶 片 ， 缩 短 了 叶 片 的 生 产 时
该类 型调 节方 式通 过 在风 力机 上加 装 叶 在必行 ，多电平变化器相对两 电平变换器显著 片调节装置来改变浆距 角，使其能够适应风 速 年度市场 增长率达 ４ ０ ％， 已有一百多个 国 的降低 了功率器件的开关损 耗，大幅度 的提 高 变 化 。 该 方 式 能 够 减 轻 机 组 重 量 ，使 桨 叶 承 受 ｝ 足 到风 电 行 业 ，该 行 业 已经 成 为 世 界 能 源 了转换 效率， 同时 ，新型储 能技术也 日益受 到 的压力减小 ，降低机 组运行的损耗 ，提高系统 的 重 要 组 成 部 分 。我 国近 几 年 风 电产 业 发 了人 们 的 关 注 ， 起 到 了维 持 电 网 频 率 稳 定 的 作 运 行效率 。 ｝ 头 强劲 ， 风 电新 增 装 机 的 容 量 稳 居 全 球 前 用。 ． ５ 风 力 发 电机 风 轮 轴 位 置 分 类 因此，对风力发 电的技术 现状和发展趋势 １ （ ４ ）随着 风 电规 模的扩 大，对 电网 的影
力发电系统的类型
风力 发 电机 组种 类很 多，可 以根据 不 同
０ 分标准分成几种类型 。 按 机组容量划分
就要 求风电发 电机组 不脱 网运行 ，在故 障切 除 后尽 快帮助 电力系统 恢复运行 ，即低压 穿越 ，
１ ． ４ ． １ 定 浆 距 失 速 调 节 型 该 类 型风 电系 统通 过 固定 轮毂 和桨 叶来
保持 浆距 角不变 ，该输 出功率调节方式简 单，
在 全 球 能 源 过 度 消 耗 的 生 态 环 境 下 ， 对
（ ２ ）采 用无刷 交流双 馈异 步 电机 、开关 磁阻发 电机和 高压 发 电机也 降低 了成本 ，提高 了可靠性 ，便 于设备维修及养护 ，新型风力发 电机的研制仍然是 当前的重要任务 。 （ ３ ） 新 型 大 功 率 变 化 器 的研 究 和 应 用 势
ｌ 力电子 ● Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
风 力发 电பைடு நூலகம்术现状 及发展趋势
文／ 王 珊 珊
１ ． ３ ． １离 网 型 风 力 发 电系 统
储能式发 电机等 。
风 能是 最 具商 业化 前 景 的可 再 生 能源 ，在 全 球 已得 到 大规 模 的开发和利用 ，随着科技 的发展 ， 风 力发 电技 术取 得 了显著 的进步。 本 文 阐述 了风 力发 电系统 的基 本 类 型 ，并对 不 同类 型风 力发 电 系 统 使 用 的发 电机 进行 了介 绍，最 后 对风 力 发 电技 术 的发展 趋 势进
主要 用于恒 速运行情况 ， 该系统 由于叶片较重 ， 机组 受力较大，导致发 电效率相对较 低。
１ ． ４ ． ２变 浆 距 调 节 型
ｉ 源 的研 究和利用 己成为世界 热门的话题 ，
） 发 电是 新 能 源 发 电技 术 中最 具规 模 开 发 和 化 发 展 前 景 的 发 电方 式 ， 目前各 国 都 在 加
ｆ 风力发 电及其相关 的技术研 究。全球风 电
研 究具有重要意义 。
响逐渐 加深 ，为 了不影 响电力系统 的稳 定性， 风力 发 电机 风轮 轴按 位置 分 为垂 直轴 风 力发 电机和水平 轴风力发 电机 ，其 中，垂直轴 风力发 电机装机 成本相对较低 ，机组 维护检修 方便 ，机组使用 寿命长 。水平轴风 力发 电机技
间。
供 电中应用较为广泛 。 １ ＿ ３ ． ２并网型风力发 电系统 并 网型 风力 发 电系 统与 常规 发 电模式 相 同 ，通过与 大电网互联提高风 能的有效利用 ， 具有较好 的经济性，是现阶段 比较流 行的大型 风 电场风 能发电方式。
键词 】风 力发 电 风 能 技 术现状 发展趋 １ ・ ４风 力发 电的输 出功率调节方式分 类
很 多 国家 都在 致力 于研 究此 项 ，我 国在 ２ ０ １ １
年已 自主研制 出直驱 永磁 机组成功通过 了低压 穿越 测试，后续还 需继续 完善。 （ ５ ）国外对风 电机组 和风 电场的短 期及
长期发 电预测做 了很 多研 究， 取得 了重大进步 ， 按机 组容 量 划分 可分 为 小型 机组 、 中型 风 力发 电系统 按照 的变 换器 功 率变 流技 我国应借鉴欧洲 国家风能功率预测在 推动风 电 ｌ 、大型机组和 巨型机组。小型机组 的机 组 术分为交 ． 交变 换系统、交 ． 直． 交变换系统 、 大规模利用方 面的成功经验 ，大 力开 展有关研 为Ｏ ． １ ． １ ｋ ｗ；中型机 组容量为 １ ． １ ０ ０ Ｏ ｋ ｗ： 混合式变 换系统 、矩阵式变 换系统、多 电平变 究，提高预测技术水 平。 机 组 容量 为 １ － １ ０ ＭＷ ； 巨型 机组 容 量 为 换和 谐振变 换系统 这五类 。其中交 ． 直． 交变
行 了探 讨 。
离 网型风 力发 电系统 以单 机独 立 运行 为
主 ， 该 系 统 容 量 一般 在 几 百 至 上 千 瓦 级别 ， 相 对 较 小 ，主 要 用 于 缺 点 地 区 用 户 ，在 城 乡 公 路
３ 风 力 发 电技 术 的 发 展 趋 势
我 国风 电行 业 已经 步入 了快 速 发展 的时 期 ，风 力发电技术逐渐更具 规模 化和有效化 ， 现 己采 用新的叶片技术 、新 型发力风 电机 、新 型电力电子技术等智 能优化 风力发 电系统 ，提 高了可 靠性和恶劣环境下 的安全性 。 （ １ ）对于 巨型机 而言 ，采 用延长 叶片会 使 运输和安装成本增加 ，因此分段式 叶片技术 应 运而生 ，很好 的解 决了运输和安装 问题，同 时采用强化碳纤维增 强叶片刚度 ，玻璃钢 和热 塑 等 混 合 纱 丝 制 造 叶 片 ， 缩 短 了 叶 片 的 生 产 时
该类 型调 节方 式通 过 在风 力机 上加 装 叶 在必行 ，多电平变化器相对两 电平变换器显著 片调节装置来改变浆距 角，使其能够适应风 速 年度市场 增长率达 ４ ０ ％， 已有一百多个 国 的降低 了功率器件的开关损 耗，大幅度 的提 高 变 化 。 该 方 式 能 够 减 轻 机 组 重 量 ，使 桨 叶 承 受 ｝ 足 到风 电 行 业 ，该 行 业 已经 成 为 世 界 能 源 了转换 效率， 同时 ，新型储 能技术也 日益受 到 的压力减小 ，降低机 组运行的损耗 ，提高系统 的 重 要 组 成 部 分 。我 国近 几 年 风 电产 业 发 了人 们 的 关 注 ， 起 到 了维 持 电 网 频 率 稳 定 的 作 运 行效率 。 ｝ 头 强劲 ， 风 电新 增 装 机 的 容 量 稳 居 全 球 前 用。 ． ５ 风 力 发 电机 风 轮 轴 位 置 分 类 因此，对风力发 电的技术 现状和发展趋势 １ （ ４ ）随着 风 电规 模的扩 大，对 电网 的影