电力生产概论教学课件PPT风力发电

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1、电力生产技术概论华北电力大学程瑜judychengyu@163.com第6讲风力发电陆上风电场实景海上风电场实景主要内容概述风力发电原理风力发电机组风电大规模发展面临的问题一、风资源及储量风能的来源地球的转动地球表面受太阳加热程度的差别其它地理因素的影响世界风资源储量全球大气中蕴藏的总风能约为1014MW可被开发的风能约为3.5*109MW一、风资源及储量我国风资源储量陆上离地面50米高度，达到3级以上风能资源的潜在开发量约23.8亿千瓦5~25米水深线以内近海区域、海平面以上50米高度可装机容量约2亿千

2、瓦一、我国风能资源分布一、我国风能资源分布海上风能丰富海上风速高，很少有静风期，可以有效利用风电机组发电容量。一般估计海上风速比平原沿岸高20%，发电量增加70%，在陆上设计寿命20年的风电机组在海上可达25年到30年，且距离电力负荷中心很近。随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，将来必然会成为重要的可持续能源。二、风力发电原理风的形成：地球自转以及太阳热辐射不均所引起的空气循环流动。二、风力发电原理升力与阻力阻力：与气流方向平行的力Fx升力：与气流方向垂直的力Fy风力发电的原理空气流经风轮叶片时产生

3、的风压，产生升力或阻力推动风机的叶片旋转带动发电机转动发电二、风力发电原理输出功率C：风能利用系数，理论最大值为0.59；F：叶片受风面积;ρ：空气密度；v：风速二、风力发电原理风速对输出功率的影响在相同情况下，风速变化1m/s：是不是风速越大越好呢？二、风力发电原理输出功率－风速关系二、风力发电原理风力发电输出功率的波动性丹麦160MW风力发电出力5minuteintervalsfor48hoursvs.%ofwindplantcapacity二、风力发电原理17增加风场中的风机数目，缓解风电输出功率的

4、波动二、风力发电原理风电机组/风电场位置将风场和风机分布在较广的地理区域内二、风力发电原理输出功率与高度的关系风速与高度关系:V2/V1=(h2/h1)a输出功率与高度关系:P2/P1=(h2/h1)3aZ0<1，a与Z0成反比二、风力发电原理三、风力发电机组你想了解风电吗？那就向下了解吧！三、风力发电机组我上到风机上了三、风力发电机组风轮对风装置调速装置制动装置传动装置发电机三、风力发电机组风轮作用：捕捉和吸收风能，并将风能转变成机械能。一般由叶片、叶柄、轮毂及风轮轴等组成。三、风力发电机组风轮叶片横截

5、面形状：平板型、弧板型和流线型。风力发电机:流线型；风力提水机:弧板型/平板型三、风力发电机组对风装置保证风轮基本上始终处于迎风状态常用的风力机的对风装置：尾舵舵轮电动机构自动对风三、风力发电机组尾舵微、小型风力发电机普遍应用新式：对风向变化反应敏感，跟踪性好老式改进新式三、风力发电机组尾舵翘起安装尾舵常处于风轮后面的尾流区里，为了避开尾流的影响，可将尾舵翘起安装，高出风轮三、风力发电机组舵轮多用于中型风力发电机上三、风力发电机组舵轮正常工作，舵轮旋转平面与风向平行——不转动三、风力发电机组舵轮当风向变化

6、时，在风力作用下舵轮开始旋转，使风力机的风轮再对准风向。三、风力发电机组电动对风装置多用于中、大型风力发电机上。风向标：感受风向凸轮：接通/断开限位开关，控制对风装置转动阻尼板：浸没在油缸中，用以吸收风向脉动。三、风力发电机组调速装置风轮的转速超过设计允许值时，有可能导致机组的毁坏或寿命的减少使风轮能稳定一定转速内工作三、风力发电机调速装置原理减少风轮迎风面积适用于微型、小型、中型风机a—未调速位置；b—调速位置；c—顺浆位置三、风力发电机调速装置原理改变叶片翼型攻角值：叶片升力与攻角密切相关气流方向与叶

7、片横截面的弦长L的夹角称为攻角。升力与攻角正相关升力下降三、风力发电机调速装置原理改变叶片翼型攻角值三、风力发电机液压变桨距调速——美国MOD-0型大型风力发电机变桨距调速装置三、风力发电机组调速装置原理利用空气在风轮圆周切线方向的阻力阻力翼阻尼板三、风力发电机组制动装置在风速过高时，使风轮停转，保证风力发电机在特大风速下的安全。微型和小型风力发电机三、风力发电机组制动装置在中型和大型风力发电机中，有采用叶尖气动刹车和机械式刹车组成的制动系统。功率较大的风力发电机，也有应用电磁制动器和液压制动器的。三、风

8、力发电机组齿轮箱/传动装置风轮的旋转速度：小型风机：每分钟几百转大型风机：每分钟十几转~几十转一般发电机转速：四极三相交流发电机：1500r/min二极三相交流发电机：3000r/min齿轮箱进行增速方案一三、风力发电机组采用齿轮箱增速的风力发电机三、风力发电机组传动装置风轮的旋转速度：小型风机：每分钟几百转大型风机：每分钟十几转~几十转一般发电机转速：四极三相交流发电机：1500r/min二极三相交流发电机：3000r/mi