风力发电机ppt课件
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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。
风力发电-ppt概述
风轮旋转平面与风向垂直 叶片径向安装，与风轮旋转平面成 一角度 大型风力机叶片数少，转速高，用 于发电 小型风力机叶片数多，转速低，用 于提水
5.2 风力机基本型式
5.2 风力机
5.2 风力机基本型式
达里厄式风力机 利用翼型的升力做功 Φ型风轮弯叶片只承受张力， 不承受离心力载荷 Φ型叶片重量轻，转速高 不便采用变桨矩方法实现自启 动和控制转速 扫掠面积小
功功率；
（3）通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输出的无
04
电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低于同步转速时都能保持发电状态；
（2）通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于由电网
03
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
（1）转子电流的频率为转差频率，跟随转子转速变化；
风力发电技术
PART 1
风力机系统： 桨叶 轮毂 主轴 调桨机构（液压或电动伺服 机构） 偏航机构（电动伺服机构） 刹车、制动机构 风速传感器
风力发电机系统
发电机系统： 发电机 励磁调节器（电力电子变换器） 并网开关 软并网装置 无功补偿器 主变压器 转速传感器
风力发电机系统
5.1 风力发电机组分类
02
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双馈异步发电机的运行原理— 转子交流励磁
01
与转差率有关（约为电磁功率的0.3倍，|s|<0.3）
（4）转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率，容量
05
系统特点：
变速恒频双馈异步风力发电机系统
连续变速运行，风能转换率高； 部分功率变换，变频器成本相对较低； 电能质量好（输出功率平滑，功率因数高）； 并网简单，无冲击电流； 降低桨距控制的动态响应要求； 改善作用于风轮桨叶上机械应力状况； 双向变频器结构和控制较复杂； 电刷与滑环间存在机械磨损。
5.2 风力机基本型式
5.2 风力机
5.2 风力机基本型式
达里厄式风力机 利用翼型的升力做功 Φ型风轮弯叶片只承受张力， 不承受离心力载荷 Φ型叶片重量轻，转速高 不便采用变桨矩方法实现自启 动和控制转速 扫掠面积小
功功率；
（3）通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输出的无
04
电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低于同步转速时都能保持发电状态；
（2）通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于由电网
03
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（1）转子电流的频率为转差频率，跟随转子转速变化；
风力发电技术
PART 1
风力机系统： 桨叶 轮毂 主轴 调桨机构（液压或电动伺服 机构） 偏航机构（电动伺服机构） 刹车、制动机构 风速传感器
风力发电机系统
发电机系统： 发电机 励磁调节器（电力电子变换器） 并网开关 软并网装置 无功补偿器 主变压器 转速传感器
风力发电机系统
5.1 风力发电机组分类
02
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双馈异步发电机的运行原理— 转子交流励磁
01
与转差率有关（约为电磁功率的0.3倍，|s|<0.3）
（4）转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率，容量
05
系统特点：
变速恒频双馈异步风力发电机系统
连续变速运行，风能转换率高； 部分功率变换，变频器成本相对较低； 电能质量好（输出功率平滑，功率因数高）； 并网简单，无冲击电流； 降低桨距控制的动态响应要求； 改善作用于风轮桨叶上机械应力状况； 双向变频器结构和控制较复杂； 电刷与滑环间存在机械磨损。
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。
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。
风力发电机培训课件
变频器主回路
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
变频器关键器件简介
• 绝缘栅双极晶体管：IGBT （Insulated Gate Bipolar Transistor）
• 金属氧化物半导体场效应晶体管： MOSFET （metallic oxide semiconductor field effect transistor）
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
IGBT 的优势
• 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。因此发电机通过IGPT控制系 统可获得：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
变速恒频变桨控制的 理论依据
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
Cp、β、λ的关系曲线
β
β
β
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
沿运动轨道的切线方向，故又称切向速度。它是描述作曲
线运动的质点运动快慢和方向的物理量。物体上各点作曲
线运动时所具有的即时速度，其方向沿运动轨道的切线方
向。在匀速圆周运动中，线速度的大小等于运动质点通过 的弧长（S）和通过这段弧长所用的时间（△T）的比值。 即V=S/△T，在匀速圆周运动中，线速度的大小虽不改变， 但它的方向时刻在改变。它和角速度的关系是V=ωR。线 速度的单位是米/秒。
《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。
《风力发电教程》课件
风力发电的发展历程与现状
发展历程
自20世纪70年代以来，随着能源危机和环境问题的日益严重，风能作为一种清洁、可再生的能源得 到了广泛关注。经过几十年的发展，风力发电技术不断成熟，已经成为全球范围内快速发展的可再生 能源产业。
现状
目前全球风力发电装机容量已经达到了数亿千瓦，中国、美国、欧洲等国家和地区都在大力发展风能 产业。随着技术的进步和规模化发展，风力发电成本不断降低，已经成为最具竞争力的可再生能源之 一。同时，各国政府也出台了一系列政策措施，鼓励和支持风能产业的发展。
风力发电在分布式能源系统中的应用案例
通过具体案例分析，如某个城市的分布式能源系统建设、某个工业园区的分布式 能源系统建设等，介绍风力发电在其中的应用模式、技术方案以及经济性分析。
海上风电的发展与实践
海上风电的发展现状与趋势
介绍全球海上风电的发展历程、现状以及未来发展趋势，阐述海上风电的优势和挑战。
适合大规模并网发电，单机容 量大，发电效率高。
小型风力发电机组
适合分布式发电和小规模应用 ，安装灵活，成本较低。
风力发电机组的工作流程
风能捕获
风轮叶片受到风力作用 ，旋转轮毂驱动齿轮箱
。
机械能转换
齿轮箱将低速旋转的机 械能转换为高速旋转的
机械能。
电能产生
高速旋转的机械能驱动 发电机转动，通过电磁
感应原理产生电能。
储能技术
储能技术分类
储能技术包括物理储能、 化学储能和电磁储能等， 在风力发电中常用的是化 学储能技术。
储能系统组成
化学储能系统主要包括电 池、充电和放电控制装置 等部分。
储能技术的应用
储能技术的应用能够解决 风能发电的间歇性问题， 提高电力系统的稳定性和 可靠性。
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》课件
《风力发电》PPT课件
风力发电是一种利用风能将其转化为电能的技术。本课件将介绍风力发电的 定义、原理、发展历程、优势、应用领域、挑战与解决方案，并对未来进行 展望。
什么是风力发电?
Байду номын сангаас定义
风力发电是将风能转化为电能的一种可再生能源技术。
原理
通过风轮驱动风力发电机转动，将机械能转化为电能。
风力发电技术的发展历程
农业领域
海洋利用
为农田提供电力，推动农业现代化。 开发海上风电场，利用海风发电。
风力发电的挑战与解决方案
风力强度不稳定
改进风力预测技术，提高发电效率。
环境影响
科学规划风电场，减少对野生动植物的干扰。
储能问题
发展储能技术，解决风力波动性带来的供电不稳定问题。
结论和展望
风力发电作为一种清洁、可再生的能源技术，具有巨大的潜力和前景。随着技术的进步和应用的推广，风力发电将 为人类提供可持续、稳定的能源供应。
1
古代
利用帆船、风车等形式利用风能。
2 0世纪初
2
发展出第一台风力发电机。
3
现代
引入大型风力发电机组，建设风电场。
风力发电的优势
1 清洁能源
无二氧化碳排放，对环境友好。
3 经济效益
能源成本低，助推经济发展。
2 可再生能源
风能源丰富，可持续利用。
风力发电的应用领域
工业用途
为工厂和工业设施提供可靠的电力 供应。
《风力发电原理》课件
风力发电机的组成部分
风轮
风轮是风力发电机最重要的 组成部分，它通过叶片的旋 转捕捉风能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ风轮轴
风轮轴与风轮相连，将风能 转化为旋转能，提供给发电 机产生电能。
转向装置
转向装置用于调整风轮的朝 向，使其始终面向风的方向， 高效地捕捉风能。
发电机
发电机将风轮转动产生的旋转能转化为电能， 供电网络使用。
风力发电是一种可再生的、零排放的电力源。风力发电原理基于风轮叶片的旋转，将风能转化为电能。风力发 电在中国已迅速发展，成为世界最大的风电市场之一。
控制系统
控制系统用于监测和控制风力发电机的运行， 确保安全和高效的发电。
风力发电的优缺点
优点
• 可再生 • 零排放 • 易维护
缺点
• 受到天气的影响 • 稳定性差
风力发电在中国
• 截至2021年，中国风力发电已成为世界最大的风电市场。 • 2020年，中国风电装机容量已达254,000 MW。
总结
《风力发电原理》PPT课件
风力发电原理是利用风能转化为电能的过程。本课件将介绍风力发电的原理、 组成部分、优缺点以及在中国的发展情况。
什么是风力发电？
风力发电是利用风力发电机将风能转化为电能的过程。
风力发电原理是什么？
风力发电原理基于风轮叶片的旋转，将风能转化为旋转能，再通过发电机将 旋转能转化为电能。
风力发电机ppt课件
偏航驱动装置偏航驱动电动机一般选用转速较高体积小的电动机但由于偏航驱动所要求的输出转速又很低多采用多级行星轮系传动以实现大速比紧凑型传动的要求以满足偏航动作要偏航驱动电机偏航驱动电机偏航减速器偏航减速器21偏航制动装置风机机械液压系统对偏航刹车的控制偏航系统未工作时刹车片全部抱闸机舱不转动
1
目录
1
主轴起支承轮毂及叶片，传递扭矩到增 速器的作用，主轴轴承主要承受径向力， 其性能的好坏不仅对传递效率有影响， 而且也决定了主传动链的维护成本，所 以要求具有良好的调心性能、抗振性能
11
和运转平稳性。
风电机组齿轮箱
齿轮箱是风电机组传动系统中的主要部
件，需要承受来自风轮的载荷，同时要
承受齿轮传动过程产生的各种载荷。需
30
雷电保护装置
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，碳纤维刷和集电爪。
31
雷电保护装置
雷电保护装置在变桨装 置中的具体位置见右图， 在大齿圈下方偏左一个 螺 栓 孔 的 位 置 装安第装位一置 个 工保作护原理爪，然后120度等分 安装另外两个雷电保护 爪。 雷电保护装置可以有效的将作用在轮毂和叶片上的电流通过集电爪导到地面，
偏航驱动部件一般由电动机、大速比减速机和开式齿轮传动副组成，通过法兰连接安
装在主机架上。
偏航驱动电机
根据传动比要求，偏航减速器通常需 要采用3-4级行星轮传动方案，继承了行星 齿轮传动平稳的优点。
偏航驱动电动 机一般选用转 速较高体积小 的电动机但由 于偏航驱动所
偏航减速器 21
偏航系统相关部件
偏航制动装置
最此后外风还机需采要用一机个械冗刹余车限 系位统开使关叶（轮用停于止95转°动限。
1
目录
1
主轴起支承轮毂及叶片，传递扭矩到增 速器的作用，主轴轴承主要承受径向力， 其性能的好坏不仅对传递效率有影响， 而且也决定了主传动链的维护成本，所 以要求具有良好的调心性能、抗振性能
11
和运转平稳性。
风电机组齿轮箱
齿轮箱是风电机组传动系统中的主要部
件，需要承受来自风轮的载荷，同时要
承受齿轮传动过程产生的各种载荷。需
30
雷电保护装置
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，碳纤维刷和集电爪。
31
雷电保护装置
雷电保护装置在变桨装 置中的具体位置见右图， 在大齿圈下方偏左一个 螺 栓 孔 的 位 置 装安第装位一置 个 工保作护原理爪，然后120度等分 安装另外两个雷电保护 爪。 雷电保护装置可以有效的将作用在轮毂和叶片上的电流通过集电爪导到地面，
偏航驱动部件一般由电动机、大速比减速机和开式齿轮传动副组成，通过法兰连接安
装在主机架上。
偏航驱动电机
根据传动比要求，偏航减速器通常需 要采用3-4级行星轮传动方案，继承了行星 齿轮传动平稳的优点。
偏航驱动电动 机一般选用转 速较高体积小 的电动机但由 于偏航驱动所
偏航减速器 21
偏航系统相关部件
偏航制动装置
最此后外风还机需采要用一机个械冗刹余车限 系位统开使关叶（轮用停于止95转°动限。
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
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
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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。
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主轴起支承轮毂及叶片，传递扭矩到增 速器的作用，主轴轴承主要承受径向力， 其性能的好坏不仅对传递效率有影响， 而且也决定了主传动链的维护成本，所 以要求具有良好的调心性能、抗振性能
11
和运转平稳性。
风电机组齿轮箱
齿轮箱是风电机组传动系统中的主要部
件，需要承受来自风轮的载荷，同时要
承受齿轮传动过程产生的各种载荷。需
P130-23
禁止偏航条件
禁止偏航条件
以下情况不会自动偏航 • 产生偏航故障； • 偏航解缆动作； • 风机处于维护模式； • 30s平均风速 <2.5m/s； • 紧急停机过程； • 发生液压故障；
风机机械液压 系统对偏航刹 车的控制，偏 航系统未工作 时刹车片全部 抱闸， 机舱
22
偏航系统工作原理
工作原理
风向标作为感应元件将风向的变化用 电信号传递到偏航电机的控制回路的 处理器里，经过比较后处理器给偏航 电机发出顺时针或逆时针的偏航命令， 电机转速将通过同轴联接的减速器减 速后，通过安装在驱动部件上的小齿 轮与大齿圈啮合，带动主机架和机舱 旋转使风轮对准风向。
按照风轮与塔架相对位置划分
逆风式风力机 顺风式风力机
以空气流向作为参考，风
轮在塔架前迎风旋转的风力 机风为轮逆在风塔式架风的力下机。风需位要置调旋 转 风 风 风装向的向置。风，，力不使机需风要。轮调能迎向够风装自面置动正对。对准缺 点：空气流先通过塔架然后 再流向风轮，会造成塔影效 应，风力机性能降低。
及机械刹车制动装置等部件。
种气动载 荷和重力
载荷通过 9
主轴
3.1主主轴轴是风力发 电机组的重要 零件之一，用 来支持旋转的 机械零件。
10
主轴轴承
目前，主轴轴承主要有圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、2-3 列圆柱滚 子轴承等形式，为使轴承有更长的使用寿命和更强的承载能力，往 往采用多列滚子轴承排布。
风力发电机分类
变桨距 风力机
叶片和轮毂不是固定连接，叶 片桨距角可调。在超过额定风 速范围时，通过增大叶片桨距
角，使攻角减小，以改变叶片
优点: 缺点:
升高力于与额阻定力风的速比区例域，可达以到获限得制 风在备轮 额结需功 定构要稳率 功复变定的 率杂桨的目 附。距功的 近调率， 输节输使 出机出机电构组能，能。设够
17
高，发电质量好。
联轴器
齿轮箱高速轴与发电机轴的连接构件一 般采用柔性联轴器，以弥补机组运行过 程轴系的安装误差，解决主传动链的轴 系不对中问题。同时，柔性联轴器还可 以增加传动链的系统阻尼，减少振动的 传递。
联轴器必须有大于等于100 MΩ的阻抗，并 且承受2 kV 的电压。这将防止寄生电流通 过联轴器从发电机转子流向齿轮箱，这可能 带给齿轮箱极大的危害。
优点：发电机、齿轮箱等大部件易拆卸，可维护性较好； 技术
成熟，设计制造难度低，发电机由于极对数小，结构简单，体积 小。
缺点：传动系统结构复杂，齿轮箱增速比高，存在齿轮磨损、
润滑油更换频繁、机械噪声、振动等问题。
16
直驱型
直驱型
直接驱动型：采用多级同步风力发电 机，让风轮直接带动发电机低速旋转。 优点：没有了齿轮箱所带来的噪声、 故障率高等问题，提高了运行可靠性， 减少了传动链能量损失，能量利用率
5
风力发电机分类
按功率调节方式划分:定桨距与变桨距
定桨距 风力机
叶片固定在轮毂上，桨距角 不变，风力机的功率调节完 全依靠叶片的失速性能。当
风速超过额定风速时，在叶
优点:
片后端结将构形简成单边界层分离，
使不升能力保系证数功下率降恒，定阻，力并系且数由
缺点:
增于加阻，力从增而大限,制导了致机叶组片功和率塔架 的等进部一件步承增受加的。载荷相应增大 6
偏航驱动部件一般由电动机、大速比减速机和开式齿轮传动副组成，通过法兰连接安
装在主机架上。
偏航驱动电机
根据传动比要求，偏航减速器通常需 要采用3-4级行星轮传动方案，继承了行星 齿轮传动平稳的优点。
偏航驱动电动 机一般选用转 速较高体积小 的电动机但由 于偏航驱动所
偏航减速器 21
偏航系统相关部件
偏航制动装置
风电机组齿轮箱结构形式
图为二级行星+平行轴齿轮传动的齿轮 箱结构
14
风电机组齿轮箱结构形式
有些齿轮箱采用多级行星轮系的传动形 式，如图三级行星轮加一级平行轴齿轮 的传动结构。多级行星轮结构壳可以获 得更加紧凑的结构，但也使齿轮箱的设 计、制造与维护难度和成本大大增加。15
高传动比齿轮箱
高传动比 齿轮箱
要根据机组总体由布于局要设求计的要增求速，比为往风往轮
主结轴构、形齿式轮传动很机大构，和风传电动齿系轮统箱中通的常其
他构件提供可靠需的要支多撑级与齿连轮接传，动同。时大将
载荷平稳传递到主机架。
12
风电机组齿轮箱结构形式
图为一种一级行星+两级定轴齿轮传 动的齿轮箱结构，低速轴为行星齿轮 传动后两级为平行轴圆柱齿轮传动， 13
1
目录
1
风力发电机概述
2
风电机组传动系统
3
偏航系统
4
变桨系统
2
风力机主要部件
风轮
叶片 轮毂
机舱
齿轮箱 发电机 偏航系统 制动系统
主要部件
Text in here
塔架
基础
3
风力发电机分类
按风轮 结构划分 水平轴风力叶机片围绕一个水平轴旋转，旋转平面 垂直轴风力风机轮围绕一个垂直轴进行旋转。
4
风力发电机分类
风向标Biblioteka 风向标目的： 风向风向标是偏航系统风向信号的采集装
置，正常工作时能根据风向的变化传
递不同的电压信号给主控，主控通过
接收到的电压信号的不同能够分析外
界风向情况，然后通过比较，决定是
否发出偏航指令。为了减少突变风对
风机偏航系统的影响，主控接收的一
分钟内的平均风向。
20
偏航系统相关部件
偏航驱动装置
目前的大型兆瓦级风电机组普遍采用变桨距控制技术
7
水平轴风力机构造
8
风力机组传动系统
传动系统用来连接风轮与发电机，将风轮
产生的机械转矩传递给发电机，同时实现 图为一种目前风电机组较多采用的带齿轮 转速的变换。 箱风电机组的传动系统结构示意图。包括
风轮主轴（低速轴）、主轴轴承作、用增在速风齿
轮箱、高速轴（齿轮箱输出轴）轮联上轴的器各、
18
偏航系统
一、根据风向的变化，偏航操
偏航系统功能作装置按系统控制单元发出指
令，使风轮处于迎风状态，以
提高风力发电机组的发电效率。
风二力、发同电时机还应提供必要的锁紧 偏航系统构成组统力和主的矩 停偏要， 机航由以 状风系保 态证 的机 需组 要的。安全运行
向标、偏航
轴承、偏航
驱动器、偏
19
偏航系统相关部件
11
和运转平稳性。
风电机组齿轮箱
齿轮箱是风电机组传动系统中的主要部
件，需要承受来自风轮的载荷，同时要
承受齿轮传动过程产生的各种载荷。需
P130-23
禁止偏航条件
禁止偏航条件
以下情况不会自动偏航 • 产生偏航故障； • 偏航解缆动作； • 风机处于维护模式； • 30s平均风速 <2.5m/s； • 紧急停机过程； • 发生液压故障；
风机机械液压 系统对偏航刹 车的控制，偏 航系统未工作 时刹车片全部 抱闸， 机舱
22
偏航系统工作原理
工作原理
风向标作为感应元件将风向的变化用 电信号传递到偏航电机的控制回路的 处理器里，经过比较后处理器给偏航 电机发出顺时针或逆时针的偏航命令， 电机转速将通过同轴联接的减速器减 速后，通过安装在驱动部件上的小齿 轮与大齿圈啮合，带动主机架和机舱 旋转使风轮对准风向。
按照风轮与塔架相对位置划分
逆风式风力机 顺风式风力机
以空气流向作为参考，风
轮在塔架前迎风旋转的风力 机风为轮逆在风塔式架风的力下机。风需位要置调旋 转 风 风 风装向的向置。风，，力不使机需风要。轮调能迎向够风装自面置动正对。对准缺 点：空气流先通过塔架然后 再流向风轮，会造成塔影效 应，风力机性能降低。
及机械刹车制动装置等部件。
种气动载 荷和重力
载荷通过 9
主轴
3.1主主轴轴是风力发 电机组的重要 零件之一，用 来支持旋转的 机械零件。
10
主轴轴承
目前，主轴轴承主要有圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、2-3 列圆柱滚 子轴承等形式，为使轴承有更长的使用寿命和更强的承载能力，往 往采用多列滚子轴承排布。
风力发电机分类
变桨距 风力机
叶片和轮毂不是固定连接，叶 片桨距角可调。在超过额定风 速范围时，通过增大叶片桨距
角，使攻角减小，以改变叶片
优点: 缺点:
升高力于与额阻定力风的速比区例域，可达以到获限得制 风在备轮 额结需功 定构要稳率 功复变定的 率杂桨的目 附。距功的 近调率， 输节输使 出机出机电构组能，能。设够
17
高，发电质量好。
联轴器
齿轮箱高速轴与发电机轴的连接构件一 般采用柔性联轴器，以弥补机组运行过 程轴系的安装误差，解决主传动链的轴 系不对中问题。同时，柔性联轴器还可 以增加传动链的系统阻尼，减少振动的 传递。
联轴器必须有大于等于100 MΩ的阻抗，并 且承受2 kV 的电压。这将防止寄生电流通 过联轴器从发电机转子流向齿轮箱，这可能 带给齿轮箱极大的危害。
优点：发电机、齿轮箱等大部件易拆卸，可维护性较好； 技术
成熟，设计制造难度低，发电机由于极对数小，结构简单，体积 小。
缺点：传动系统结构复杂，齿轮箱增速比高，存在齿轮磨损、
润滑油更换频繁、机械噪声、振动等问题。
16
直驱型
直驱型
直接驱动型：采用多级同步风力发电 机，让风轮直接带动发电机低速旋转。 优点：没有了齿轮箱所带来的噪声、 故障率高等问题，提高了运行可靠性， 减少了传动链能量损失，能量利用率
5
风力发电机分类
按功率调节方式划分:定桨距与变桨距
定桨距 风力机
叶片固定在轮毂上，桨距角 不变，风力机的功率调节完 全依靠叶片的失速性能。当
风速超过额定风速时，在叶
优点:
片后端结将构形简成单边界层分离，
使不升能力保系证数功下率降恒，定阻，力并系且数由
缺点:
增于加阻，力从增而大限,制导了致机叶组片功和率塔架 的等进部一件步承增受加的。载荷相应增大 6
偏航驱动部件一般由电动机、大速比减速机和开式齿轮传动副组成，通过法兰连接安
装在主机架上。
偏航驱动电机
根据传动比要求，偏航减速器通常需 要采用3-4级行星轮传动方案，继承了行星 齿轮传动平稳的优点。
偏航驱动电动 机一般选用转 速较高体积小 的电动机但由 于偏航驱动所
偏航减速器 21
偏航系统相关部件
偏航制动装置
风电机组齿轮箱结构形式
图为二级行星+平行轴齿轮传动的齿轮 箱结构
14
风电机组齿轮箱结构形式
有些齿轮箱采用多级行星轮系的传动形 式，如图三级行星轮加一级平行轴齿轮 的传动结构。多级行星轮结构壳可以获 得更加紧凑的结构，但也使齿轮箱的设 计、制造与维护难度和成本大大增加。15
高传动比齿轮箱
高传动比 齿轮箱
要根据机组总体由布于局要设求计的要增求速，比为往风往轮
主结轴构、形齿式轮传动很机大构，和风传电动齿系轮统箱中通的常其
他构件提供可靠需的要支多撑级与齿连轮接传，动同。时大将
载荷平稳传递到主机架。
12
风电机组齿轮箱结构形式
图为一种一级行星+两级定轴齿轮传 动的齿轮箱结构，低速轴为行星齿轮 传动后两级为平行轴圆柱齿轮传动， 13
1
目录
1
风力发电机概述
2
风电机组传动系统
3
偏航系统
4
变桨系统
2
风力机主要部件
风轮
叶片 轮毂
机舱
齿轮箱 发电机 偏航系统 制动系统
主要部件
Text in here
塔架
基础
3
风力发电机分类
按风轮 结构划分 水平轴风力叶机片围绕一个水平轴旋转，旋转平面 垂直轴风力风机轮围绕一个垂直轴进行旋转。
4
风力发电机分类
风向标Biblioteka 风向标目的： 风向风向标是偏航系统风向信号的采集装
置，正常工作时能根据风向的变化传
递不同的电压信号给主控，主控通过
接收到的电压信号的不同能够分析外
界风向情况，然后通过比较，决定是
否发出偏航指令。为了减少突变风对
风机偏航系统的影响，主控接收的一
分钟内的平均风向。
20
偏航系统相关部件
偏航驱动装置
目前的大型兆瓦级风电机组普遍采用变桨距控制技术
7
水平轴风力机构造
8
风力机组传动系统
传动系统用来连接风轮与发电机，将风轮
产生的机械转矩传递给发电机，同时实现 图为一种目前风电机组较多采用的带齿轮 转速的变换。 箱风电机组的传动系统结构示意图。包括
风轮主轴（低速轴）、主轴轴承作、用增在速风齿
轮箱、高速轴（齿轮箱输出轴）轮联上轴的器各、
18
偏航系统
一、根据风向的变化，偏航操
偏航系统功能作装置按系统控制单元发出指
令，使风轮处于迎风状态，以
提高风力发电机组的发电效率。
风二力、发同电时机还应提供必要的锁紧 偏航系统构成组统力和主的矩 停偏要， 机航由以 状风系保 态证 的机 需组 要的。安全运行
向标、偏航
轴承、偏航
驱动器、偏
19
偏航系统相关部件