独立运行风力发电系统ADFB演示文稿
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风力发电-ppt概述
德国北方风电项目
德国北方风电项目是全球最大的陆上风电项目之一，位于德国北部沿海地区。该项目由多个风电场组成，总装机 容量超过400兆瓦，每年可提供约1.2太瓦时的清洁能源。该项目采用先进的涡轮发电机技术，提高了能源转换效 率和可靠性。
中国风力发电项目介绍
甘肃酒泉风电基地
甘肃酒泉风电基地是中国最大的风电基地之一，位于甘肃省酒泉市。该基地总装机容量超过1000兆 瓦，拥有数千台风力发电机组，覆盖面积超过200平方公里。该基地的建设推动了当地经济发展和清 洁能源产业的发展。
风能资源的分布不均，主要集中在沿海地区、草原地区和部分山 区，其他地区的风能资源相对较少。
对土地资源的需求
建设风电场需要占用大量的土地资源，可能会对当地生态环境造成 一定影响。
对电网的依赖
风能具有不稳定性，因此需要依赖电网进行调节和平衡，对电网的 运行管理提出了更高的要求。
02
风力发电技术
风力发电机组
01
02
03
04
风力发电机组是风力发电的核 心设备，包括风轮、发电机、
塔筒等部分。
风轮将风能转化为机械能，通 过传动系统传递给发电机，最
终转化为电能。
风力发电机组有水平轴和垂直 轴两种类型，其中水平轴风力
发电机组应用更为广泛。
风力发电机组的功率和转速受 风速影响，需要进行调速和限
幅控制。
风力发电控制系统
清洁环保
风力发电是一种清洁能源，不会 排放有害气体和废弃物，对环境 友好。
风力发电的优势与局限性
节能高效
随着技术的不断进步，风力发电机组的效率和可靠性不断提高，能够满足大规 模能源需求。
地理分布广泛
风能分布广泛，尤其在沿海地区和内陆高原地区，具有较大的开发潜力。
德国北方风电项目是全球最大的陆上风电项目之一，位于德国北部沿海地区。该项目由多个风电场组成，总装机 容量超过400兆瓦，每年可提供约1.2太瓦时的清洁能源。该项目采用先进的涡轮发电机技术，提高了能源转换效 率和可靠性。
中国风力发电项目介绍
甘肃酒泉风电基地
甘肃酒泉风电基地是中国最大的风电基地之一，位于甘肃省酒泉市。该基地总装机容量超过1000兆 瓦，拥有数千台风力发电机组，覆盖面积超过200平方公里。该基地的建设推动了当地经济发展和清 洁能源产业的发展。
风能资源的分布不均，主要集中在沿海地区、草原地区和部分山 区，其他地区的风能资源相对较少。
对土地资源的需求
建设风电场需要占用大量的土地资源，可能会对当地生态环境造成 一定影响。
对电网的依赖
风能具有不稳定性，因此需要依赖电网进行调节和平衡，对电网的 运行管理提出了更高的要求。
02
风力发电技术
风力发电机组
01
02
03
04
风力发电机组是风力发电的核 心设备，包括风轮、发电机、
塔筒等部分。
风轮将风能转化为机械能，通 过传动系统传递给发电机，最
终转化为电能。
风力发电机组有水平轴和垂直 轴两种类型，其中水平轴风力
发电机组应用更为广泛。
风力发电机组的功率和转速受 风速影响，需要进行调速和限
幅控制。
风力发电控制系统
清洁环保
风力发电是一种清洁能源，不会 排放有害气体和废弃物，对环境 友好。
风力发电的优势与局限性
节能高效
随着技术的不断进步，风力发电机组的效率和可靠性不断提高，能够满足大规 模能源需求。
地理分布广泛
风能分布广泛，尤其在沿海地区和内陆高原地区，具有较大的开发潜力。
风力发电机及偏航系统PPT课件
风向标和风速仪都安装在风力发电机机舱的尾部，固定在风向标支架 上，引线通过支架得铁管连接在机舱控制柜得模板上。
对风装置每隔十分钟进行一次对风检测。控制系统根据风向标的指向 来检测此时的风向角，再根据风向标与机舱的夹角（锐角）来判断是 否进行偏航。如果系统检测到风向没有发生改变，那么系统不发出偏 航指令：如果系统检测到风向发生变化，那么系统此时进行风向角计 算，工作人员可以根据风向标的方向和系统显示面板来判断风向，计 算出来的风向角再与机舱的夹角进行比对，如果大于10°系统则发出 偏航信号，根据风向角来决定是否左偏或者右偏，偏航多少度。
我国风能资源比较丰富，近十几年来，对风能资源状况作了较深入的 勘测调查，全国可开发利用的风能资源总量约2.5亿kw。东南沿海和 山东、辽宁沿海及其岛屿，内蒙古北部，甘肃、新疆北部以及松花江 下游等地区均属风能资源丰富区，年平均风速≥6m/s ，有很好的开 发利用条件。这些地区中很多地方常规能源贫乏，无电或严重缺电， 尤其是新疆、内蒙古的大部分草原牧区以及沿海几千个岛屿，人口分 散，电网难以通达，或无电力供应，或采用很贵的柴油发电。
水平轴风力机简介
水平轴风力机的风轮围绕一个水平轴旋转，工 作时，风轮的旋转平面与风向垂直，风轮上的叶 片是径向安置的,与旋转轴相垂直，用于风力发电 的风力机一般叶片数取 1～4(大多为 2片或 3 片) ，叶片数多的风力机通常称为低速风力机， 它在低速运行时，有较高的风能利用系数和较大 的转矩。它的起动力矩大，起动风速低,因而适用 于提水。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。
偏航控制系统实物图
接近开关简介
对风装置每隔十分钟进行一次对风检测。控制系统根据风向标的指向 来检测此时的风向角，再根据风向标与机舱的夹角（锐角）来判断是 否进行偏航。如果系统检测到风向没有发生改变，那么系统不发出偏 航指令：如果系统检测到风向发生变化，那么系统此时进行风向角计 算，工作人员可以根据风向标的方向和系统显示面板来判断风向，计 算出来的风向角再与机舱的夹角进行比对，如果大于10°系统则发出 偏航信号，根据风向角来决定是否左偏或者右偏，偏航多少度。
我国风能资源比较丰富，近十几年来，对风能资源状况作了较深入的 勘测调查，全国可开发利用的风能资源总量约2.5亿kw。东南沿海和 山东、辽宁沿海及其岛屿，内蒙古北部，甘肃、新疆北部以及松花江 下游等地区均属风能资源丰富区，年平均风速≥6m/s ，有很好的开 发利用条件。这些地区中很多地方常规能源贫乏，无电或严重缺电， 尤其是新疆、内蒙古的大部分草原牧区以及沿海几千个岛屿，人口分 散，电网难以通达，或无电力供应，或采用很贵的柴油发电。
水平轴风力机简介
水平轴风力机的风轮围绕一个水平轴旋转，工 作时，风轮的旋转平面与风向垂直，风轮上的叶 片是径向安置的,与旋转轴相垂直，用于风力发电 的风力机一般叶片数取 1～4(大多为 2片或 3 片) ，叶片数多的风力机通常称为低速风力机， 它在低速运行时，有较高的风能利用系数和较大 的转矩。它的起动力矩大，起动风速低,因而适用 于提水。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。
偏航控制系统实物图
接近开关简介
风力发电机及偏航系统PPT精选文档
风力发电机及偏航系统PPT精选文档1.引言风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置。
它是一种可再生能源的发电方式，具有环保、可持续等优势。
风力发电机的核心部件是转子，通过风的作用使得转子旋转，再由发电机将机械能转化为电能。
为了保证风力发电机能够高效地工作，偏航系统是必不可少的。
2.风力发电机的工作原理风力发电机通常由风轮、转轴、齿轮箱和发电机等组成。
风轮是最重要的部分，其叶片的形状和数量直接影响着风力发电机的效率。
当风速较大时，风轮叶片受到风力的作用而旋转，转轴带动齿轮箱转动。
齿轮箱将低速高转矩的转动转化为高速低转矩的转动，再由发电机将机械能转化为电能。
3.风力发电机的偏航系统风力发电机的偏航系统主要包括风向传感器、偏航电机和偏航控制器。
风向传感器可以检测到风的方向，根据不同的风向调整风力发电机的角度。
偏航电机负责带动风轮进行旋转，从而使风力发电机面对风向。
偏航控制器是核心部件，它根据风向传感器和偏航电机的信号，实现对风力发电机的偏航控制，确保发电机始终面对风。
4.风力发电机与偏航系统的优势4.1环保：风力发电机不会产生排放物和温室气体，对环境污染较小。
4.2可再生：风力是永无止境的能源，利用风能发电具有可持续性。
4.3适应性强：风力发电机适用于各种地理环境，不受地理位置限制。
偏航系统的优势主要体现在以下几个方面：4.4提高发电效率：偏航系统可以根据风向调整风力发电机的角度，使其始终面对风，提高发电效率。
4.5保护风力发电机：偏航系统可以防止风力发电机受到侧风和切向风的损害，延长其使用寿命。
5.结论风力发电机及其偏航系统是一种有效利用风能的装置，具有环保、可再生等优势。
风力发电机通过将风能转化为电能，为社会提供清洁和可持续的能源。
而偏航系统的作用在于提高风力发电机的效率和保护其安全运行。
未来，风力发电机及其偏航系统的发展将会更加完善和成熟。
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。
5kW的小型独立运行的风力发电系统设计
5kW的小型独立运行的风力发电系统设计一、风力发电的原理和特点原理：风力发电是利用风能来发电，而风力发电机组是将风能转化为电能的机械。
风轮是风电机组最主要的部件，由桨叶和轮毂组成。
桨叶具有良好的动力外形，在气流的作用下能产生空气动力是风轮旋转，将风能转化为机械能，再通过齿轮箱增速驱动发电机，将机械能转化电能。
然后在依据具体要求需要，通过适当的变换将其存储为化学能或者并网或者直接为负载供电。
特点：1、可再生，且清洁无污染。
2、风速随时变化，风电机组承受着十分恶劣的交变载荷。
3、风电的不稳定性会给电网或负载带来一定的冲击影响。
风力发电系统一般由叶轮、发电机及齿轮箱(在直驱系统中已省去齿轮箱)、整流器、直流环节、逆变器等组成3、装机容量的计算：1.负载用电情况的计算负载功率：5kW；日总耗电量：5 kW×6h=30kWh；月总耗电量：30kWh×30=900kWh；年总耗电量：900kWh×12=10800kWh二.风力发电机组的选型风力机一般分为水平轴和垂直轴两种，垂直轴的风力机主要缺点是转矩脉动大，在遇到强风时不易调速。
现在的风力机主要是水平轴螺旋桨推进器型的。
水平轴风力机主要由风轮、回转体、调速机构、调向机构、手刹车机构、增速齿轮箱、发电机、塔架等部件所组成。
风轮由气动性能优异的叶片装在轮毂上所组成，风轮采用定桨距或变桨距两种，小型风力机以定桨距居多。
这里采用水平轴定桨距的。
1、产品介绍:5kw小型风力发电机系统，家用FD5.0-5000W加工定制：是型号：FD5.0-5000w额定功率：5000（W）W输出电压：220（V）风轮直径：5（m）m叶片数目：3片额定风速：8（m/s）m/s产品认证：CE额定转速：220转/分钟启动风速：3m/sm/s塔架类型：拉锁塔架2、产品特点:1）、起动风速低，风能利用率高；体积小，外型美观、运行振动低。
2）、安装采用人性化设计，方便设备安装、维护和检修。
东汽风力发电机组FD82B
注：CW指的是在机舱往下看风机机舱顺时针的转动方向，偏航电机从 上往下看顺时针转动，显示的偏航角度正向增大； CCW指的是在机舱往下看风机机舱逆时针的转动方向，偏航电机 从上往下看逆时针转动，显示的偏航角度负向增大。
2.4变桨调试
安全注意事项： 1、确认风机处于停机位臵。 2、为了人身安全，使用主轴两侧的轮毂销将轮毂锁住（向轮毂方 向看，先左后右，解锁相反），进入轮毂前，使用控制柜上的 检修维护开关旋钮旋至1位臵，代替紧急停机按钮，检修维护开 关是钥匙开关，可以防止风机未授权启动。 3、进入轮毂前清点所需工具及随身物品。 4、离开轮毂时，清理轮毂内杂物，清点带入轮毂的工具及物品， 人员离开轮毂。 5、解除轮毂安全措施，将轮毂销先右后左退出后，将检修维护开 关旋至0位臵。
2 动态调试
注意事项：
风机送电前，必须测量箱变低压断路器处的电压、频率、相序， 电压应为690V±5%，频率为50Hz±0.25。同时必须将低压断路 器的短路短延时过流保护电流调整为2000-2100A，动作时间调 整为0.1s或更小。 根据图纸检查并紧固所有电气部件（含轮毂内的变桨控制系统） 的端子、接线，避免因长期运输、存放后造成的松动而烧毁部 件，同时可避免出现软故障。接线端子分别是：变频器处、主 控制柜处、齿轮箱接线盒、发电机辅助接线盒、轮毂变桨控制 柜。对于低温型机组，当最低温度低于-15℃时，必须先调试及 投运机舱加热器，否则不允许调试风机，因为低温会导致电器 运行不稳定、金属部件脆化，危及设备安全。
5.1.3发电机原理
双馈异步发电机；
四象限运行； 同步转速1500rpm；
滞后（感性）
同步转速以下，由转子提供励磁， 仅定子发电；同步转速以上，由 转子与定子间的转速差（滑差） 维持磁场，定子、转子同时发电。 一象限为正转电动状态；
风力发电机组的控制系统文稿演示
整个系统由主控制系统、机舱偏航控制系统、叶轮变桨控 制系统组成，各子系统通过通讯母线系统互联在一起。
采用分布式I/O方式：主控+远程I/O站 PLC控制器组成实时多任务操作系统。所有控制逻辑 、控制策略、控制算法全部由PLC完成，执行单元按照 PLC输出的控制量进行动作。
3.3风力发电机组控制系统的基本组成
风力发电机组的控制系统文稿演示
优选风力发电机组的控制系统ppt
3.1 控制系统的控制策略和功能
•控制目标： ➢保证系统的可靠运行 ➢能量利用率最大 ➢电能质量高 ➢机组寿命长
•常规控制策略： ➢在运行的风速范围内，确保系统的稳定运行 ➢低风速时，跟踪最佳叶尖速比，获取最大能量 ➢高风速时，限制风能的捕获，保持风力发电机组输出的功率为额定值 ➢减小阵风引起的转矩波动峰值，减小风轮的机械应力和输出的功率波动， 避免共振 ➢减小功率传动链的暂态响应 ➢控制器简单，控制代价小 ➢调节机组功率，确保机组输出的电压和频率稳定
具体的控制内容包括： 信号的数据采集、处理， 变桨控制、转速控制，实现最大功率点跟踪控制， 功率因数控制， 偏航控制， 自动解缆， 并网和解列控制， 停机制动控制， 安全保护系统， 就地监控、远程监控。
信号采集
在风力发电机组运行过程中，必须对相关物理量进行
测量，并根据测量结果发出相应信号，将信号传递到主控
风机叶片设计短片
3.调速或限速装置
4.塔架
•从原理上看，有三类：第一类 使风轮偏离主风向；第二类是 利用气动阻力；第三类改变叶 片的桨距角。
•风力机塔架载有机舱及转子。可以是 管状的塔架（安全），也可是是格子 状的塔架（便宜）。
按结构不同，塔架可分为： 拉索式塔架 桁架式塔架 锥筒式塔架
采用分布式I/O方式：主控+远程I/O站 PLC控制器组成实时多任务操作系统。所有控制逻辑 、控制策略、控制算法全部由PLC完成，执行单元按照 PLC输出的控制量进行动作。
3.3风力发电机组控制系统的基本组成
风力发电机组的控制系统文稿演示
优选风力发电机组的控制系统ppt
3.1 控制系统的控制策略和功能
•控制目标： ➢保证系统的可靠运行 ➢能量利用率最大 ➢电能质量高 ➢机组寿命长
•常规控制策略： ➢在运行的风速范围内，确保系统的稳定运行 ➢低风速时，跟踪最佳叶尖速比，获取最大能量 ➢高风速时，限制风能的捕获，保持风力发电机组输出的功率为额定值 ➢减小阵风引起的转矩波动峰值，减小风轮的机械应力和输出的功率波动， 避免共振 ➢减小功率传动链的暂态响应 ➢控制器简单，控制代价小 ➢调节机组功率，确保机组输出的电压和频率稳定
具体的控制内容包括： 信号的数据采集、处理， 变桨控制、转速控制，实现最大功率点跟踪控制， 功率因数控制， 偏航控制， 自动解缆， 并网和解列控制， 停机制动控制， 安全保护系统， 就地监控、远程监控。
信号采集
在风力发电机组运行过程中，必须对相关物理量进行
测量，并根据测量结果发出相应信号，将信号传递到主控
风机叶片设计短片
3.调速或限速装置
4.塔架
•从原理上看，有三类：第一类 使风轮偏离主风向；第二类是 利用气动阻力；第三类改变叶 片的桨距角。
•风力机塔架载有机舱及转子。可以是 管状的塔架（安全），也可是是格子 状的塔架（便宜）。
按结构不同，塔架可分为： 拉索式塔架 桁架式塔架 锥筒式塔架
风力发电机组各系统介绍ppt课件
37
五、冷却润滑系统
• 作用 1、对齿轮箱各轴承、各齿面提供足够的润滑。 2、对齿轮箱进行冷却散热。
38
39
• 冷却润滑系统组成 润滑油泵：将齿箱润滑油吸入，输出压力油。
40
滤油器：将油液过滤，给齿箱提供清洁的润滑 油，通常精度为10μm。 冷却器：通过与空气的热交换，将热油冷却。 连接管路：连接各个部件。 附件：提供滤油器堵塞报警，显示回油压力。
32
33
刹车系统的控制机构－液压系统
34
四、支承系统
• 塔架的作用 支承风力发电机组的机械部件，承受各部件作用在塔 架上的力和风载
• 基础的作用 安装、支承风力发电机组，平衡运行过程中产生的各 种载荷。
35
• 塔架 材料：Q345 轮毂高度：依据项目和当地风切变指数综合考虑 而定
36
• 基础 钢筋混凝土
叶
失速、定桨 玻璃钢 23.5m 、24m 49m、50m
3 2.5° 5°
8
轮
毂
• 轮毂材料: QT400－18或 QT350－22L
• 涂层：
HEMPEL
• 与桨叶连接： 高强度螺栓
9
主轴、轴承、轴承座 • 轴承：SFK 或FAG • 主轴：材料42CrMoA • 轴承座：材料QT400－18AL
43
• ３、通过过滤器的油液进入阀组，当油液温度较低时， 油液直接流回齿轮箱各个轴承和齿面的润滑点，这时 系统只起润滑作用。当油液温度达到设定值时，通过 阀的调配，油液全部强行通过冷却器，给油液进行冷 却后再流回齿轮箱各个润滑点。
44
19
偏航齿箱
参数： • 型式： 法兰联接的同轴行星（摆线）齿轮箱 • 额定输入功率: 1.5kW • 额定输入转速: 940rpm • 额定输出转速: 1.245rpm • 额定传动比: 755 • 额定输入扭矩: 15Nm • 使用环境温度 ： -30℃～+40℃ • 噪声（声功率级）：≤90 dB（A） • 润滑油： Mobil或Shell、BP的合成齿轮油
五、冷却润滑系统
• 作用 1、对齿轮箱各轴承、各齿面提供足够的润滑。 2、对齿轮箱进行冷却散热。
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• 冷却润滑系统组成 润滑油泵：将齿箱润滑油吸入，输出压力油。
40
滤油器：将油液过滤，给齿箱提供清洁的润滑 油，通常精度为10μm。 冷却器：通过与空气的热交换，将热油冷却。 连接管路：连接各个部件。 附件：提供滤油器堵塞报警，显示回油压力。
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刹车系统的控制机构－液压系统
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四、支承系统
• 塔架的作用 支承风力发电机组的机械部件，承受各部件作用在塔 架上的力和风载
• 基础的作用 安装、支承风力发电机组，平衡运行过程中产生的各 种载荷。
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• 塔架 材料：Q345 轮毂高度：依据项目和当地风切变指数综合考虑 而定
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• 基础 钢筋混凝土
叶
失速、定桨 玻璃钢 23.5m 、24m 49m、50m
3 2.5° 5°
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轮
毂
• 轮毂材料: QT400－18或 QT350－22L
• 涂层：
HEMPEL
• 与桨叶连接： 高强度螺栓
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主轴、轴承、轴承座 • 轴承：SFK 或FAG • 主轴：材料42CrMoA • 轴承座：材料QT400－18AL
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• ３、通过过滤器的油液进入阀组，当油液温度较低时， 油液直接流回齿轮箱各个轴承和齿面的润滑点，这时 系统只起润滑作用。当油液温度达到设定值时，通过 阀的调配，油液全部强行通过冷却器，给油液进行冷 却后再流回齿轮箱各个润滑点。
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偏航齿箱
参数： • 型式： 法兰联接的同轴行星（摆线）齿轮箱 • 额定输入功率: 1.5kW • 额定输入转速: 940rpm • 额定输出转速: 1.245rpm • 额定传动比: 755 • 额定输入扭矩: 15Nm • 使用环境温度 ： -30℃～+40℃ • 噪声（声功率级）：≤90 dB（A） • 润滑油： Mobil或Shell、BP的合成齿轮油
风力发电系统 ppt课件
轴向-内转子结构同步发电机组示意图
29
5.2 同步电机发电原理
发电机： 形式 四极（p=2）双馈异步发电机 额定出力 1560kW 转速(rpm) 1000～1800+11% 额定电压 690V 保护等级 IP54；空-空冷却器
变频器： 形式 IGBT，脉宽调制变频器 额定功率 300kW（1/3-1/4机组功率）
变频器生厂商：ABB；爱默 生；施耐德；西门子
发电机
偏航驱动
机架
塔筒
主控柜
16
2）风轮系统 叶片
3叶片
叶片 面积
叶尖 速比
实度
高速 运行
低启动 速度
变桨系统
0°
变桨控 制
90 °
启动 3,11,25
停机
轮毂及轮毂罩
自动润滑系统
轴承和齿轮
最佳 功率
17
2.1变桨系统
偏航驱动
机架
塔筒
主控柜
18
变桨系统的构成
1.变桨轴承 3套 2.自动润滑系统 1套 3.变桨齿轮葙 3套 4.变桨电气 1套 包括：变桨控制箱 1套
sPem
变流器
P2 n n1
DFIG Pem
s Pem
变流器
1 s Pem
电网
（a）亚同步运行状态
（b）超同步运行状态
（a）亚同步运行状态：n< n 1 ,转差率s>0,频率 f 2 转子电流产生的旋转磁场
转速与转子转速方向相同。 励磁变流器向发电机提供交流励磁，定子发电给
电网。
（b）超同步运行状态: n< n 1 ,转差率s<0,频率 f 2 转子电流产生的旋转磁场
一般可把电力电子换流器和风力发 电机看作一个整体，这样风电机组的接 线大都采用单元接线。
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5.2 同步电机发电原理
发电机： 形式 四极（p=2）双馈异步发电机 额定出力 1560kW 转速(rpm) 1000～1800+11% 额定电压 690V 保护等级 IP54；空-空冷却器
变频器： 形式 IGBT，脉宽调制变频器 额定功率 300kW（1/3-1/4机组功率）
变频器生厂商：ABB；爱默 生；施耐德；西门子
发电机
偏航驱动
机架
塔筒
主控柜
16
2）风轮系统 叶片
3叶片
叶片 面积
叶尖 速比
实度
高速 运行
低启动 速度
变桨系统
0°
变桨控 制
90 °
启动 3,11,25
停机
轮毂及轮毂罩
自动润滑系统
轴承和齿轮
最佳 功率
17
2.1变桨系统
偏航驱动
机架
塔筒
主控柜
18
变桨系统的构成
1.变桨轴承 3套 2.自动润滑系统 1套 3.变桨齿轮葙 3套 4.变桨电气 1套 包括：变桨控制箱 1套
sPem
变流器
P2 n n1
DFIG Pem
s Pem
变流器
1 s Pem
电网
（a）亚同步运行状态
（b）超同步运行状态
（a）亚同步运行状态：n< n 1 ,转差率s>0,频率 f 2 转子电流产生的旋转磁场
转速与转子转速方向相同。 励磁变流器向发电机提供交流励磁，定子发电给
电网。
（b）超同步运行状态: n< n 1 ,转差率s<0,频率 f 2 转子电流产生的旋转磁场
一般可把电力电子换流器和风力发 电机看作一个整体，这样风电机组的接 线大都采用单元接线。
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。
《风力发电系统》课件
风力发电的原理与技术
原理
风力发电的基本原理是利用风力驱动 风力发电机组旋转，通过增速机将旋 转的机械能转化为电能，最终输出电 能。
技术
风力发电机组主要包括风轮、发电机 、增速机、塔筒等部分，其中风轮是 捕获风能的主要部件，发电机将机械 能转化为电能。
风力发电的优势与局限性
优势
可再生、清洁、资源丰富、运行费用低、节能减排等。
应急抢修
在设备发生故障时，迅速 组织人员进行抢修，尽快 恢复系统正常运行。
04
风力发电系统的环境影 响与经济效益
风力发电对环境的影响
减少温室气体排放
风力发电是一种可再生能源，使用风能替代化石燃料，可以显著 减少温室气体排放，缓解全球气候变化。
节约水资源
相比传统的水力发电，风力发电不需要消耗水资源，对于水资源匮 乏的地区，风能是一个更好的选择。
局限性
风能的不稳定性、地域性限制、建设成本高、影响鸟类和生态环境等。
02
风力发电系统的组成
风力发电机组
风力发电机
将风能转化为机械能的主要设 备，包括风轮、发电机和塔筒
等部分。
风轮
捕获风能并将其传递给发电机 ，通常由两个或更多的叶片组 成。
发电机
将风轮传递的机械能转化为电 能，主要部件包括定子和转子 。
。
大型风电场可以为电网提供稳 定的电力输出，是可再生能源
发电的重要组成部分。
分布式风电系统的应用实例
01
小规模、分散式发电
02
分布式风电系统通常由几台到几十台风力发电机组组成，分布在工业 园区、住宅区、商业区等区域。
03
这些风电系统旨在满足特定区域内的电力需求，减少对传统能源的依 赖，并提高能源利用效率。
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
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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
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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。
独立运行风力发电系统ADFB讲课文档
高度增加而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能越多 ，但造价、安装费等也随之加大。一般由塔管和3～4根拉索 组成, 高度6 m～9 m
六、控制器和逆变器
控制器的功能是控制和显示风力机对蓄电池的充电, 使其不
至于过充放, 以保证正常使用和整个系统的可靠工作。逆变器是 把直流电(12V、24V、36V、48V)变成220V 交流电的装置。
独立运行风力发电系统ADFB
第一页，共14页。
独立运行的风力发电机组，风力发电系统示意 图如下所示。
第二页，共14页。
小型风力发电机组类型
按照用户类型分类，可以分为以下几种：
1、用于大用户供电的风力发电机组 例如：电解铝产业。
2、用于村落、农牧场供电微小型风力发电机组 目前，我国微小型风力发电机组按额定功率分主要有10
七、蓄电池
多采用阀控密封铅酸电池
第十四页，共14页。
一、直流系统
第五页，共14页。
独立运行的直流风力发电系统
二、交流系统，分如下两种：
交流发电机向直流负载供电
第六页，共14页。
交流发电机向交流负载供电
微、小型风力发电机
第七页，共14页。
小型风力发电机示意图
1-风轮 2- 发电机 3-回转体 4-调速机构5-调向机构 6-手刹车机构7-塔架8-逆变器9-蓄电池
• 有一定科技含量的小系统： 风力发电机＋充电器＋数 字逆变器；
• 各部分功能为：叶片用来接受 风力并通过机头转为电能；尾 翼使叶片始终对着来风的方向 从而获得最大的风能；转体能 使机头灵活地转动以实现尾翼 调整方向的功能；机头的转子 是永磁体，定子绕组切割磁力 线产生电能。第四页 Nhomakorabea共14页。
小型风力发电系统可以分为直流、交流系统
六、控制器和逆变器
控制器的功能是控制和显示风力机对蓄电池的充电, 使其不
至于过充放, 以保证正常使用和整个系统的可靠工作。逆变器是 把直流电(12V、24V、36V、48V)变成220V 交流电的装置。
独立运行风力发电系统ADFB
第一页，共14页。
独立运行的风力发电机组，风力发电系统示意 图如下所示。
第二页，共14页。
小型风力发电机组类型
按照用户类型分类，可以分为以下几种：
1、用于大用户供电的风力发电机组 例如：电解铝产业。
2、用于村落、农牧场供电微小型风力发电机组 目前，我国微小型风力发电机组按额定功率分主要有10
七、蓄电池
多采用阀控密封铅酸电池
第十四页，共14页。
一、直流系统
第五页，共14页。
独立运行的直流风力发电系统
二、交流系统，分如下两种：
交流发电机向直流负载供电
第六页，共14页。
交流发电机向交流负载供电
微、小型风力发电机
第七页，共14页。
小型风力发电机示意图
1-风轮 2- 发电机 3-回转体 4-调速机构5-调向机构 6-手刹车机构7-塔架8-逆变器9-蓄电池
• 有一定科技含量的小系统： 风力发电机＋充电器＋数 字逆变器；
• 各部分功能为：叶片用来接受 风力并通过机头转为电能；尾 翼使叶片始终对着来风的方向 从而获得最大的风能；转体能 使机头灵活地转动以实现尾翼 调整方向的功能；机头的转子 是永磁体，定子绕组切割磁力 线产生电能。第四页 Nhomakorabea共14页。
小型风力发电系统可以分为直流、交流系统
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六、控制器和逆变器
控制器的功能是控制和显示风力机对蓄电池的充电, 使其不至于过充放, 以保证正常使用和整个系统的可靠工 作。逆变器是把直流电(12V、24V、36V、48V)变成220V 交流电的装置。
七、蓄电池 多采用阀控密封铅酸电池
小型风力发电系统可以分为直流、交流系统
一、直流系统
独立运行的直流风力发电系统 Nhomakorabea 二、交流系统，分如下两种：
交流发电机向直流负载供电 交流发电机向交流负载供电
微、小型风力发电机
小型风力发电机示意图 1-风轮 2- 发电机 3-回转体 4-调速机构5-调 向机构 6-手刹车机构7-塔架8-逆变器9-蓄电池
叶片与风轮
风轮一般由2～3 个叶片和叶柄、轮毂及风轮轴等组成。
图 风轮的基本结构 1-叶片 2- 叶柄 3-轮毂 4-风轮轴
目前我国的风力发电机的叶片绝大多数是实 心玻璃钢(FRP)，极少数是木质FRP蒙皮结构
和木材外粘环氧玻璃。
• 叶片横截面形状有3种：平板型、弧板型和流线型。
调速装置
可变桨距调速装置： 下图是美国MOD-0 型大型风力发电机变桨距调速装置
• 小型风力发电系统效率很 高；
• 有一定科技含量的小系统： 风力发电机＋充电器＋数 字逆变器；
• 各部分功能为：叶片用来 接受风力并通过机头转为 电能；尾翼使叶片始终对 着来风的方向从而获得最 大的风能；转体能使机头 灵活地转动以实现尾翼调 整方向的功能；机头的转 子是永磁体，定子绕组切 割磁力线产生电能。
独立运行风力发电 系统ADFB演示文稿
独立运行的风力发电机组，风力发电系统示 意图如下所示。
小型风力发电机组类型
按照用户类型分类，可以分为以下几种： 1、用于大用户供电的风力发电机组
例如：电解铝产业。 2、用于村落、农牧场供电微小型风力发电机组
目前，我国微小型风力发电机组按额定功率分主要有10 种：100W、150W、200W、300W、500W、1KW、2KW、3KW、 5KW、10KW。型式为2~3叶片，水平轴，上风向，多为永磁低 速发电机，多数为定桨距机组，叶片材料多样，设计寿命15 年。风轮功率系数大约在0.4左右，发电机组的效率在0.8左 右。
侧翼装置
偏心装置
调向装置
尾舵
舵轮对风装置
四、发电机 直流发电机、永磁发电机、同步交流发电机、异步交
流发电机 五、塔架 塔架用于支撑发电机和调向机构等。因风速随离地面
的高度增加而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能 越多，但造价、安装费等也随之加大。一般由塔管和3～4 根拉索组成, 高度6 m～9 m
控制器的功能是控制和显示风力机对蓄电池的充电, 使其不至于过充放, 以保证正常使用和整个系统的可靠工 作。逆变器是把直流电(12V、24V、36V、48V)变成220V 交流电的装置。
七、蓄电池 多采用阀控密封铅酸电池
小型风力发电系统可以分为直流、交流系统
一、直流系统
独立运行的直流风力发电系统 Nhomakorabea 二、交流系统，分如下两种：
交流发电机向直流负载供电 交流发电机向交流负载供电
微、小型风力发电机
小型风力发电机示意图 1-风轮 2- 发电机 3-回转体 4-调速机构5-调 向机构 6-手刹车机构7-塔架8-逆变器9-蓄电池
叶片与风轮
风轮一般由2～3 个叶片和叶柄、轮毂及风轮轴等组成。
图 风轮的基本结构 1-叶片 2- 叶柄 3-轮毂 4-风轮轴
目前我国的风力发电机的叶片绝大多数是实 心玻璃钢(FRP)，极少数是木质FRP蒙皮结构
和木材外粘环氧玻璃。
• 叶片横截面形状有3种：平板型、弧板型和流线型。
调速装置
可变桨距调速装置： 下图是美国MOD-0 型大型风力发电机变桨距调速装置
• 小型风力发电系统效率很 高；
• 有一定科技含量的小系统： 风力发电机＋充电器＋数 字逆变器；
• 各部分功能为：叶片用来 接受风力并通过机头转为 电能；尾翼使叶片始终对 着来风的方向从而获得最 大的风能；转体能使机头 灵活地转动以实现尾翼调 整方向的功能；机头的转 子是永磁体，定子绕组切 割磁力线产生电能。
独立运行风力发电 系统ADFB演示文稿
独立运行的风力发电机组，风力发电系统示 意图如下所示。
小型风力发电机组类型
按照用户类型分类，可以分为以下几种： 1、用于大用户供电的风力发电机组
例如：电解铝产业。 2、用于村落、农牧场供电微小型风力发电机组
目前，我国微小型风力发电机组按额定功率分主要有10 种：100W、150W、200W、300W、500W、1KW、2KW、3KW、 5KW、10KW。型式为2~3叶片，水平轴，上风向，多为永磁低 速发电机，多数为定桨距机组，叶片材料多样，设计寿命15 年。风轮功率系数大约在0.4左右，发电机组的效率在0.8左 右。
侧翼装置
偏心装置
调向装置
尾舵
舵轮对风装置
四、发电机 直流发电机、永磁发电机、同步交流发电机、异步交
流发电机 五、塔架 塔架用于支撑发电机和调向机构等。因风速随离地面
的高度增加而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能 越多，但造价、安装费等也随之加大。一般由塔管和3～4 根拉索组成, 高度6 m～9 m