变速恒频风力发电技术研究.doc

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1、吉林电子信息职业技术学院变速恒频风力发电技术研究目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1风力发电研究的背景和意义及现状11.2风力发电系统组成及原理21.2.1风力机工作原理21.2.2风电系统31.3风力发电技术41.3.1定桨距失速调节型风力发电机组41.3.2变桨距调节型风力发电机组51.3.3主动失速调节型风力发电机组51.3.4变速恒频风力发电机组51.4变速恒频风力发电技术61.4.1恒速恒频风力发电技术61.4.2变速恒频风力发电技术6第二章变速恒频风力发电电机及其系统102.1变速恒频风力发电机组的运行原理102.2笼型异步发电机变速恒频风力发电系统122

2、.3永磁发电机变速恒频风力发电系统132.4交流励磁双馈型变速恒频发电系统132.5无刷双馈发电机变速恒频风力发电系统142.6磁场调制型变速恒频风力发电系统15第三章变速恒频双馈电机风力发电控制策略163.1变速恒频双馈电机风力发电控制策略163.2双馈电机存在的主要问题163.3双馈电机的控制策略综述173.3.1双馈电机标量控制173.3.2双馈电机直接转矩控制183.3.3双馈电机转子磁场定向控制193.4变速恒频双馈电机风力发电功率控制203.5双馈电机风电场的无功功率控制技术223.6风力发电机组的并网控制技术223.7结论23结论24致谢25参考文献2626吉林电子

3、信息职业技术学院第一章绪论1.1风力发电研究的背景和意义及现状风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。清洁、高效成为能源生产和消费的主流，世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。从20世纪90年代开始，世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气，而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术，而中国是风能资源较丰富的国家，更需要开发利用风电技术。风力发电是解决边远农村供电的重要途径。目前我国正在进行西部大开发。由于西部地区地广人稀，土地贫瘠，工业基础薄弱，人均用电量小，靠大电网去解决那里的用电问题是不够的，必须同时

4、开发像风力发电这样的分散供电系统，才能较好地满足当地人民生产生活对电力的需求。风电的优点包括：(1)利用自然界的可再生能源，干净无污染，无须燃料；(2)运行成本低，风电机组的设计寿命约为20－25年，运行和维护的费用通常相当于机组总成本的3%－5%；(3)建设周期短，若不计测风，快者一年左右可建成。进入21世纪，全球可再生能源也在不断发展，而在可再生能源中风能始终保持最快的增长态势，并成为继石油燃料、化工燃料之后的核心能源，目前世界风能发电厂以每年32%的增长速度在发展，2008年初，全球风力发电机容量达5000万MW。由此可见，风电正在以超出预期的发展速度不断增长。如今在全球的

5、风能发展中，欧洲风能发电的发展速度很快，预计15年之后欧洲人口的一半将会使用风电。欧洲是目前全世界风力发电发展速度最快，同时也是风电装机最多的地区。在欧洲，德国的风电发展处于领先地位。在近期德国制定的风电发展长远规划中指出到2025年风电要实现占电力总用量的25%，到2050年实现占总用量的50%的目标。其中丹麦风能产业年营业额在30亿欧元左右，并网发电机组达312万千瓦，风能发电量占全国电力总量的22%，居全球首位；而在该国的西北部地区，这个比例甚至已经达到100%。我国幅员辽阔，陆疆总长达2万多公里，还有18000多公里的海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源丰富。可按

6、风速频率曲线和机组功率曲线，估算国际标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于626吉林电子信息职业技术学院米/秒以上的地区，在全国范围内仅仅限于较少数几个地带。就内陆而言，大约仅占全国总面积的1/100，主要分布在长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿，这些地区是我国最大的风能资源区以及风能资源丰富区。中国陆地10米高度层实际可开发的风能储量为2.53亿千瓦，考虑到近海风能，总储量应该不止2.53亿千瓦。风电项目通常要求年利用小时数高过2000小时，目前中国已经建成的风电场平均利用小时约2300小时，主要位于“三北”地区(西北、东北和华北)及东南沿海。中国风电真正开始有较大规模的发

7、展是从1996年、1997年开始的。1.2风力发电系统组成及原理风能发电的原理是利用风轮将风能转变为机械能，风轮带动发电机再将机械能转变为电能。大型风力发电机组发出的电能直接并到电网上，向电网馈电，小型风力发电机一般将风力发电机组发出的电能用储能设备储存起来(一般用蓄电池)，需要时再提供给负载(可直流供电，亦可用逆变器变换为交流供给用户)。1.2.1风力机工作原理(1)风力发电机风力发电机可以分为两种类型，一种是主要靠和风向方向一致的空气动力产生的力矩来驱动；另外一种是主要靠和风