基于labview的大型风力发电机组旋转机械的状态监测系统

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1、上海交通大学硕士专业学位论文第一章概论1.1风能太阳辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，在不均压力的作用下，空气沿水平方向运动就形成了风。风能本质上是太阳能的转化形式，因此可以说风能是一种取之不尽的可再生能源。近几年来，传统能源石油的价格持续攀升，在2003年第二季度每桶石油还是23美元，而到了2008年7月间，纽约和伦敦两地商品交易所的油价双双突破每桶147美元，创历史新高纪录。并且据著名金融机构高盛的预计，每桶石油价格将突破200美元。尽管价格已是高昂，但世界各国对石油需求仍是有增无减，世界范围的石油供给处于相当紧张的局面。2008年由美国引发的全球的金

2、融危机，造成了全球经济的全面下滑，世界上大部分国家，特别是西方工业大国的生产和消费能力降低。表面上似乎各国对能源的需求也同时降低了，但人们在这场金融危机的背景下，也逾发体会到，对传统能源的依赖，势必造成对本国的基础行业和制造业的发展受能源输出国的牵制，这种不稳定的发展就会进而影响到消费品行业、服务业和金融业，因此对新能源的需求已经具有十分重要现实的经济利益。此外，为了减轻世界环境污染，减少温室气体排放，也使世界各国加快了寻找开发替代高污染排放的石油、煤炭等价廉的清洁新能源。2008年美国新当选总统巴拉克·奥巴马（BarackObama）在上任之前就郑重宣布美国政府要在10年

3、内投资1500亿美元用来投资可再生能源的研究，以减少传统能源所产生的温室气体排放。作为可再生能源的风能以其蕴量巨大、可以再生、分布广泛、无污染等优点受到世界各国的相关决策部门的重视，发展迅速。国际气象组织估计，全球可利用风能的储量约为2×1010kW， 比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍[1]。风能可用“风能密度”来描述。空气在1s时间内以速度v流过单位面积产生的动能称为“风能密度”。1vE=ρ32风能密度与平均风速v的三次方成正比，ρ是空气密度值，随气压、气温和温度变化。在标准大气压下，平均风速为10m/s时，风能密度为600W/m2。1.2风力发电的发展状况1.2

4、.1世界风电发展状况美国的CharlesF.Brush（1849-1929）在1887-1888年冬安装了一台被现代人认为世界上最早的风力发电设备。其叶轮直径17米，由144个雪松木制成叶片，该风机转速低效率不高，功率仅为12kW。1891年丹麦人建造了世界首个风电场，早期的风电涡轮机是通过改装推进器来1上海交通大学硕士专业学位论文进行直接发电。到1910年时，已有好几百台风力发电机组在丹麦运行，同年美国和荷兰等国家也已经有风力发电机组在运行。风力发电的应有最早是在偏远地区，在此后一段时间内，由于风力发电设备机械事故频发且发电成本较高，而石油价格却在下降，能源供应充沛，因而

5、风力发电并没有得到足够的重视，几乎没有得到什么发展。直到上世纪五十年代以后，人们开始对环境和自然资源的重视，特别是1973年世界石油危机的爆发，风力发电得到了人们足够的重视，在技术上得到了日新月异的发展，风力发电逐步从科研走向产品，从实验室走向实用。欧洲的风力发电技术及应用起步早，丹麦和德国已是当今世界风力发电机设备的主要供应国。目前风力发电机组的发展主要有两个明显的趋势：一是单机容量定型化，兆瓦级的风力发电机产品已普遍应用；二是风力发电机组运行规模化，建立大型风电场，以降低风力发电的成本。当今世界风力发电市场发展迅速，据丹麦BTM咨询公司的统计，2007年全球风力发电市场

6、新增装机容量创新高，新增1,980万kW，累计总容量达到了9,400万kW，较2006年的7,431万kW的总容量增长了26.5%。2002年至2007年全球风力发电的新增装机容量年复和增长率为24%。与2006年相比，德国、美国和西班牙保持了前3位，中国则从第6名升至第5名。表1显示了截止2007年底，世界上风电装机最多的前十位国家的装机容量情况。表12007年全球前十位风电装机国家与装机容量 （资料来源：丹麦BTM咨询公司，2008年3月）国家2007年累计装机容量（万kW）德国2,228美国1,688西班牙1,471印度785中国605丹麦309意大利272法国247

7、英国239葡萄牙2151.1中国风电发展状况研究资料表明，我国风能资源丰富，陆上可开发利用的风能资源达2.53亿kW，近海的风能资源是陆地的3倍，可开发利用的风能资源达7.5亿kW，共计约10亿kW。我国风能资源主要分布在东南和辽东半岛的沿海及其岛屿，内蒙古北部，甘肃，新疆北部地区，以及松花江下游地区。2上海交通大学硕士专业学位论文我国的风力发电产业起步较晚，大致开始于上世纪60-70年代。上世纪80年代初开始，原国家科委和国家计委将新能源利用列入国家科技攻关计划，其中包括风力发电科技攻关项目。从1986年山东荣城