变浆矩垂直轴风力发电机结构设计

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1、变浆矩垂直轴风力发电机结构设计绪论1.课题研究的目的众所周知，地球上可供人类开发和使用的化石能源是有限的，且是不可能再生的。然而随着全球工业化进程的逐步展开并加速，世界各国对能源的需求急剧上升，而常见的煤炭、石油和天然气三大化石能源日渐枯竭，根据联合国能源署报告，这些能源仅可供全世界消耗大约170年。换句话说，如果不加以控制，人类将在接下来的两百年内消耗地球存储了若干亿年的化石能源，同时大量使用的化石能源对我们所赖以生存的地球生态环境造成了严重的破坏，如燃烧化石能源所排放出的二氧化碳和含氧硫化物直

2、接导致了温室效应和酸雨的产生。面对社会和经济可持续发展的挑战，如何解决日益紧张的能源危机并缓和环境恶化，是当今人类社会发展的重大课题。我国幅员辽阔，陆疆总长达２万多公里，还有1800多公里的海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源丰富。我国现有风电场场址的年平均风速均达到6m/s以上。一般认为，可将风电场分为三类：年平均风速6m/s以上时为较好；7m/s以上为好；8m/s以上为很好。可按风速频率曲线和机组功率曲线，估算标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于6m/s以上的地区，在全国范围内仅

3、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，包括山东、辽东半岛、黄海之滨，南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛，内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北，新疆达阪城，阿拉山口，河西走廊，松花江下游，张家口北部等地区以及分布各地的高山山口和山顶。我国沿海水深在2-10的海域面积很大，而且风能资源好，靠近我国东部主要用电负荷区域，适宜建设海上风电场。我国风能丰富的地区主要分布在西北、华北和

4、东北的草原或戈壁，以及东部和东南沿海  及岛屿，这些地区一般都缺少煤炭等常规能源。在时间上，冬春季风大、降雨量少，夏季风小、降雨量大，与水电的枯水期和丰水期有较好的互补性（见表1—1）。表1—16省区风力资源／万千瓦省区风力资源/万千瓦内蒙古6178山东394新疆3433江西293黑龙江1723江苏238甘肃1143广东195吉林638浙江164河北612福建137辽宁606海南64我国风能资源是丰富的，潜在可利用风力资源约为250GW，居世界前列。最近颁布的《可再生能源法》，为我国利用风能发电奠

5、定了政策基础，这些有利条件将促进国内的风电迅速发展。但风力发电不同于常规的发电生产方式，突出的特点表现在：风力发电的生产成本较高，据初步测算，目前风力发电的单位千瓦投资多在7500-10000元之问，远高于常规的能源发电(如火力发电造价在4000元／千瓦左右)。据初步分析，导致风力发电成本高的主要原因，是风电设备的投资在电力生产成本的构成中占很大比例，但目前风电机组的价格昂贵，性价比有待改善。虽然风力发电运行成本和后期维护费用相对火力发电要低得多，且随着煤电联动政策取消，以火电为主的常规能源成本上

6、涨，同时考虑到常规能源的后期用于环保方面费用，可以部分减小风电成本和常规能源之间的差距。但要加快风力发电的步伐，必须进一步降低风电设备的成本，提供更高性价比的风力机。2.国内外研究现状与发展趋势2.1国外风力发电的情况世界上第1台用于发电的风力机于1891年在丹麦建成，但由于技术和经济等方面原因，风力发电一直未成为电网中的电源。直到1973年发生石油危机，美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源，投入大量经费，研制现代风力发电机组，80年代开始建立示范风电场，风电从此成为电网新电源。到了90年

7、代对环境保护的要求日益严格，特别是根据《京都议定书》的国际协定兑现减排C02等温室效应气体的承诺，促使风电发展越来越迅猛。自上世纪80年代风电技术成功实现产业化开发以来，风电经历了30余年的发展已成为重要的电力能源。根据中国行业咨询网研究部的统计，1996年至2009年期间，世界风机累计装机容量的平均增长速度为28.6%，2004年到2009年新增装机容量的平均增长速度为36.1%。2009年，全球风电新增装机容量达3,820.9万KW，增长高达44.4%。2010年全球风电新增装机容量为3,94

8、06万KW，增长率为3.1%，首次呈现放缓趋势。风电增速放缓的主要因素还是受经济复苏缓慢的拖累，美国政策导向不明，加之欧洲等国债危机的影响，风电传统强国的发展速度明显放缓。世界风电发展区域分布集中在欧洲、美洲和亚洲ZEX中国行业咨询网_行业报告_行业分析_市场调研_第三方市场数据和调查报告提供商。界风电发展的支柱地区在欧洲、美洲和亚洲。截止2010年底，世界上有100多个国家开始发展风电，累计装机超过100万KW的国家有20个，排位前十名国家的累计装机都超过了300万KW，且均来自