小型风力发电系统研究与设计文献综述

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1、小型风力发电系统研究与设计前言：随着近年来地球温室效应加重，传统化石燃料供应愈发紧张，人们开始进行新能源的寻找和开发。而风能作为一种无污染的可再生能源，其利用简单、取之不尽用之不竭的特点使其在新能源领域脱颖而出。据研究，如果全球风能总量的1%被利用，那么世界3%的能源就可以被节省下来。风能的利用在未来也许会取代传统化石燃料以及核能等能源方式。世界各国均把风力发电作为应对能源短缺、大气污染、节能减排等问题的有效解决措施。而小型发电系统在日常生活中如何应用也受到越来越多的关注。1风力发电研究的背景和意义风力发电是电力

2、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。技术创新使风电技术日益成熟。目前，在发达国家风电的年装机容量以35.7%高速度增长。一个重要原因是各国积极以科学的发展观，采取技术创新，使风电技术日益成熟。目前单机容量50kW、6

3、00kW、750kW的风电机组已达到批量商业化生产的水平，并成为当前世界风力发电的主力机型，兆瓦级的机组也已经开发出来，并投入生产试运行。同时，在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料，风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术，有效地提高风力发电总体设计能力和水平，而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。技术进步使风电成本具有市场竞争能力。长期以来，人们以风电电价高于火电电价为由，一直忽视风电作为清洁能源对于能源短缺和环境保护的意义，忽视了风电作为一项高新技术产

4、业而将带来的巨大前景。近10年来，风电的电价呈快速下降的趋势，并且日趋接近常规发电的成本。世界风力发电能力每增加一倍，成本就下降15%。按照这一规律计算，近几年的风电增长率一直保持在30%以上，这就意味着每隔30个月左右，成本就会下降15%。风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面，近两年中国出现大面积的缺电，风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。风电的诸多优势中，一个重要特点是风电上马快，不像火电、水电的建设需要按年来计算，风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算，即风场是可以在短时间内完成

5、的。世界风电正在以33%甚至在部分国家以60%以上的增速发展，我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。2世界风电发展现状进入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

6、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。2007年底欧洲地区累计风电装机容量为2930万千瓦，约占全球风电总装机容量的73%。尽管2007年欧洲风电装机增长幅度有所放缓，年增幅由2006年的35%降为23%，不过随着一些欧洲国家海上风电项目的发展，预计欧洲地区风电装机仍将维持快速增长的势头。美洲地区风电装机容量达690万千瓦，占全球风电总装机的17%。亚洲地区风力发电与美欧相比还比较缓慢，除印度一支独秀以外，其它国家风电装机容量均很小。风电累计装机容量居前五位(到2003年底)的国家依次是：德

7、国(14612MW)、西班牙(6420MW)、美国(6361MW)、丹麦(307MW)和印度(2120MW)。到2007年底，全球风力发电装机容量已突破四千万千瓦，风力发电占全球电力供应的0.5%。2007年全球新增风电装机容量便超过830万千瓦，而过去5年来全球风电装机容量年均增长速度超过26.3%。目前全世界风电工业规模约为120亿美元，预计到2020年可望达到1200亿美元。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

8、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%，预计2030年，丹麦全国40%的电力都将来自风能。同时亚洲的风电也保持较快的发展势头，印度则是发展中国家的典型。2006年印度风力发电装机容量达298.5万千瓦，位居全球第五，而且建