风电基本原理和大规模风电并网运行问题

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1、风力发电技术基本原理及大规模风电并网运行问题主要内容1.风力发电技术的基本原理及其发展2.大规模风电并网的运行问题3.风电场故障穿越原理及要求；4.风电大规模脱网故障机理；1、风力发电技术的基本原理及其发展1180年，西欧，水平轴风车历史上第一个确证的风车：阿富汗，公元644年，直立轴，谷物磨坊16世纪：荷兰风车，通过转动风车的上部来跟踪风向1792：Jealousie叶片，可以调节输出功率和转速人类利用风能的历史已有几千年。图片来源：中国-德国技术合作项目“中国风电中心“PowerFactory培训早期的风车1.风力发电技术的基本原理及其发展1973年石油危机后，风力发电发

2、展得到欧美一些国家政府的大力支持，风力发电机逐渐由小型到大中型发展。80年代后，有Gerders风力发电机改良的古典三叶片、上风向风力发电机涉及在激烈的竞争中成为商业赢家。90年代，进入到现代风力发电技术。—600-750KW风力发电机—兆瓦级风力发电机组1.风力发电技术的基本原理及其发展Vastas1.5MW风机(63米/1500kW、68米/1650/300kW，1996年）。ELSAM2MW测试风机；NEGMicon1.5MW风力机Nortank1.5MW风机(60米/2×750kW、64米/1500/750kW。(1995年丹麦西部靠近Esbjerg市)兆瓦级风机的出

3、现之前，600和750kW的风机一直是主流，。兆瓦级风机主要用于海上或安装地点稀少的地区，因而兆瓦级风机可以开发利用更多的风资源。1.风力发电技术的基本原理及其发展Bonus2MW风机,主动失速型(72米/2MW,1998年，德国威廉港）NEGMicon2MW风机，浆距调节(72米/2MW，1999年)兆瓦级风机的出现之前，600和750kW的风机一直是主流，。兆瓦级风机主要用于海上或安装地点稀少的地区，因而兆瓦级风机可以开发利用更多的风资源。Nordex2.5MW风机,浆距调节(80米/2MW,2000年，德国Grevenbroich）GE3.6MW风机1.风力发电技术的基

4、本原理及其发展根据主轴与地面的相对位置水平轴、垂直轴根据桨叶与轮毂的连接方式定桨（主动失速）、变桨根据风轮转速恒速、变速根据发电机异步机：普通感应电机（鼠笼型和绕线式）、双馈感应电机、同步机：同步电机（永磁或电励磁）风电机组的分类方法：1.风力发电技术的基本原理及其发展根据传动系统有齿轮箱(半直驱）、直驱（无齿轮箱）根据容量小型（10kW以下）、中型（10-100kW以下）和大型（100kW以上）桨叶数量单叶片、双叶片、三叶片、多叶片并网方式并网型和离网型风电机组的分类方法：1.风力发电技术的基本原理及其发展水平轴风电机组的结构风机主要由四大部分组成：叶轮（含叶片、轮毂等）；

5、机舱（传动系统（主轴、主轴承、齿轮箱和连接轴）、偏航系统、液压与制动系统、电气系统（发电机、控制系统、电容补偿柜等））;塔架；基础等组成。1.风力发电技术的基本原理及其发展风轮（桨叶、轮毂）主轴桨距调节机构（电动伺服机构）偏航机构（电动伺服机构）刹车、制动机构风速传感器发电机并网开关软并网装置变频器控制系统无功补偿设备主变压器转速传感器需要风电机组控制系统协调控制1.风力发电技术的基本原理及其发展风电机组主要部件20世纪初：电气化的发展使风能应用几乎退出历史舞台20世纪70年代中叶：世界范围内出现石油危机，许多国家政府提供基金来帮助进行风力发电研究，Darrieus（达里厄）

6、机型(1973)美国Sandia实验室和加拿大国家空气动力实验室大量研究,具有了实用价值强风时无法承受太大的应力且振动大未得到普遍应用垂直轴风电机组1.风力发电技术的基本原理及其发展风电机组的基本工作原理首先通过风轮把风能转换为机械能，进而借助于发电机再把机械能转化为电能。由于风轮的转速一般比较低（每分钟几转到数十转），而发电机的转速通常很高（一般每分钟超过1000转），因此需要通过齿轮箱变速。1.风力发电技术的基本原理及其发展现代风电机组:体积越来越大,容量越来越大。EnerconE-112Repower5MMultibridM5000容量6MW5MW5MW轮毂高度112米

7、120米102.6米风轮直径114米126米116米已安装地点德国埃姆敦、威廉港等地德国Brunsbüttel德国不莱梅单机容量1.风力发电技术的基本原理及其发展Repower5M双馈感应电机变速风电机组其叶片直径126米，机舱重量400吨，轮毂高度100-120米。1.风力发电技术的基本原理及其发展Repower5M双馈变速风电机组德国：Repower公司额定容量：5MW变桨距控制变速风机(双馈电机)叶片直径：126m机舱重量：400T轮毂高度：陆上：100-120m海上：90-100m图片及资料来源