大工秋《新能源发电》大作业

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1、网络教育学院《新能源发电》课程设计题目：风力发电技术学习中心：安徽滁州奥鹏学习中心层次：专升本专业：电气工程及其自动化年级：2013年春季学号：201108038701学生：袁绍文辅导教师：康永红完成日期：2015年01月22日总则风力发电是一种技术最成熟的可再生能源利用方式，发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要装置，控制技术是风力机安全高效运行的关键。第一章风力发电发展的现状　　　　我国是世界上风力资源占有率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一，据资料统计，我国10m高度层风能资源总量为3226GW，其

2、中陆上可开采风能总量为253GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000GW。如果风力资源开发率达到60%，仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。　　我国利用风力发电起步较晚，和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距，风力发电是20世纪80年代才迅速发展起来的，发展初期研制的风机主要为1kW、10kW、55kW、220kW等多种小型风电机组，后期开始研制开发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛推广应用，目前有的风机已远销海外。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、

3、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW级风电场。截止2007年底，我国风机装机容量已达到6.05GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000年风电发电量增加了近10倍，我国的风力发电量已跃居世界第5位。第二章比较各种风力发电机的优缺点一．当前风力发电机有两种形式：1水平轴风力发电机（大、中、小型）2垂直轴风力发电机（大、中、小型）。水平轴风力发电机技术发展的比较快，在世界各地人们已经很早就认识了，大型的水平轴风力发电机已经可以做到3-5兆瓦，

4、一般由国有大型企业研发生产，应用技术也趋于成熟。小型的水平轴风力发电机一般是一些小型民营企业生产，对研发生产的技术要求比较低，其技术水平也是参差不齐。小型水平轴风力发电机的额定转速一般在500-800r/min，转速高，产生的噪音大，启动风速一般在3-5m/s，由于转速高，噪音大，故障频繁，容易发生危险，不适宜在有人居住或经过的地方安装。垂直轴风力发电机技术发展的较慢一些，因为垂直轴风力发电机对研发生产的技术要求比较高，尤其是对叶片和发电机的要求。近几年垂直轴风力发电机的技术发展很快，尤其小型的垂直轴风力发电机已经很成熟

5、。小型的垂直轴风力发电机的额定转速一般在60-200r/min，转速低，产生的噪音很小（可以忽略不计），启动风速一般在1.6-4m/s。二．参数对比：序号性能水平轴风力发电机垂直轴风力发电机1发电效率50-60%70%以上2电磁干扰（碳刷）有无3对风转向机构有无4变速齿轮箱10KW以上有无5叶片旋转空间较大较小6抗风能力弱强（可抗12-14级台风）7噪音5-60分贝0-10分贝8启动风速高（2.5-5m/s）低(1.5-3m/s)9地面投影对人影响眩晕无影响10故障率高低.11维修保养复杂简单12转速高低13对鸟类影响大

6、小14电缆绞线问题有无（或碳刷损坏问题）15发电曲线凹陷饱满第三章介绍相关风力发电控制技术风力发电机组可以分为两大类：恒速恒频机组和变速恒频机组。风力发电机并入电网运行时，要求风力发电的频率保持恒定为电网频率(在我国，电网频率为50Hz)。恒速恒频指在风力发电中控制发电机的转速不变，从而得到频率恒定的电能；变速恒频指发电机的转速随风速变化而变化，通过一定的控制方法来得到恒频的电能。一、如今投入实际运行的恒速恒频机组主要分为2类：1、一类采用鼠笼式异步发电机，如图2.1所示。并网后，在电机机械特性的稳定区内运行，异步发电机

7、的转子速度需要高于同步转速。当风力机传给发电机的机械功率随风速增加时，发电机的输出功率及其电磁转矩也相应增大。一般情况下，当转子速度高于同步转速3％-5％时达到最大值，若超过这个转速，异步发电机会进入不稳定区，产生的电磁转矩反而减小，导致转速迅速升高，引起飞车。另外，异步发电机并网运行后，在向系统输出有功功率的同时，需要从电网吸收无功功率来建立磁场，它不具有调节和维持机端电压的能力。最后，由于转子速度的变化范围比较小，而风速经常变化，显然，风能利用系数Cp不能保持在最佳值。图2.1采用鼠笼式异步发电机的恒速恒频机组2、另

8、一类采用绕线式异步感应发电机，如图2.2所示。它的特点是，采用了外接的可变转子电阻。这种结构最初是由丹麦的Vestas公司提出来的，又称OptiSlip风力发电系统。通过电力电子变换器调节外接转子电阻的大小，可以改变异步发电机的转差率S。相比鼠笼式异步发电机，转差率S的变化范围变大了，可达0-10％。然而，这种系统仍