风力发电技术1

《风力发电技术1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、风力发电技术董正杰1.风能资源及其主要应用方式风能是非常重要并储量巨大的能源，它安全、清洁、充裕。优点是：蕴量巨大，清洁无污染，可以再生，分布广泛。（1）风能资源的储量我国风能总量为32.26亿千瓦，10米高度层实际可开发量为2.53亿千瓦，风能资源十分丰富。（2）风能资源的分布1）风能资源丰富区：东南沿海及其岛屿；2）风能资源较丰富区：东北、华北和西北北部地区，含新疆阿拉山口地区和布尔津地区；3）风能资源可利用区：黄河、长江中下游地区。利用风能的优点和局限性优点：储藏量大无污染可再生分布广泛就地取材适应力强发展潜力大缺点：能量密度低不稳定地区差异大二.技术与应用风力发电厂系统图大型发电机组

2、的分类按传动机构分类：齿轮箱升速型：用齿轮箱连接低速风力机和高速发电机；（减小发电机体积重量，降低电气系统成本）直驱型：直接连接低速风力机和低速发电机。（避免齿轮箱故障）按发电机分类：异步型：（1）笼型单速异步发电机；（2）笼型双速变极异步发电机；（3）绕线式双馈异步发电机；同步型：（1）电励磁同步发电机；（2）永磁同步发电机。按并网方式分类：并网型：并入电网，可省却储能环节。离网型：一般需配蓄电池等直流储能环节，可带交、直流负载。或与柴油发电机、光伏电池并联运行。恒速风电机组恒速风力发电机组一般采用异步发电机，控制风力发电机的转速不变，从而得到频率恒定的电能，目前风力发电的恒速一般依靠变速

3、齿轮箱和可变桨距风轮来实现，但需增加无功补偿设备。普通感应发电机风机转速恒定从电网吸收无功双馈绕线式风力发电机组发电机采用绕线子感应发电机。定子接电网线或者直接接负载。在转子侧施加交流励磁来控制发电机的转矩。转速变化时，控制转子电流的频率，可使定子频率恒定。转子和电网之间需要有双向的能量流动，所以需要两个背靠背的四象限变流器。转子侧逆变器控制发电机，定子侧逆变器控制和电网的能量交换，转子则只处理转差能量。双馈绕线式风力发电机组MW级机型，目前世界最流行的机型发电机为双馈异步发电机，转速范围大，可在同步转速的±30%内运行风能利用率高发电机的定子直接与电网连接，转子经过变频器与电网连接变频器的

4、功率为总功率的20~30%，变频器的功率损失小，价格便宜控制系统复杂整机价格比直驱式发电机组便宜30%该机型已由被Repower、Dewind、GE、Nodex、Vestas等公司广泛采用大型风力发电机的结构大型风力发电机组由两大部分组成：气动机械部分和电气部分。气动机械部分包括风轮、低速轴、增速齿轮箱、高速轴，其功能是驱动发电机转子，将风能转换为机械能。电气部分包括异步发电机、电力电子变频器、变压器和电网，其功能是将机械能转换为频率恒定的电能。近年来，又研制成功了直驱式变速恒频风力发电机组（无增速齿轮箱）。风力发电机组的结构总体布局：机械共分三大部分风力发电机组的结构风轮：集风装置，它的作

5、用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。机舱：机舱包含着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。风力发电机中调向器的功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。常用的调向机构主要有尾舵、舵轮、电动对风装置。塔架是风力发电机的支撑机构，稍大的风力发电机塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构。一般风力发电机几乎全部是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的。尾翼的材料通常采用镀锌薄钢板。限速安全机构是用来保证风力

6、发电机运行安全的。限速安全机构的设置可以使风力发电机风轮的转速在一定的风速范围内保持基本不变。风力发电的关键技术风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器

7、整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。风电机接入电网的形式风电接入电网主要有两种方式：分散接入、集中接入分散接入：主要用于风电开发规模小、以就地消纳为主的情况。风电接入电压等级低，对系统运行影响较小。集中接入：主要用于风电开发规模大、以异地消纳为主的情况。风电接入电压等级高，远距离输送，对系统运行影响较大。