风力发电概述

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1、风力发电概述风能利用的历史风力发电的发展风力资源的特点：中国的风能资源分布风机的能量输出风力机性能参数风力机的分类风力发电机的组成结构（具体结构参见Gamesa风机图纸）风力发电系统的种类DFM风机的并网运行（Gamesa的G5X风机使用该种电机）风电场的选址风电场的运行和维护风电技术的发展趋势Gamesa在中国运行的风场风力等级表（“蒲赫”风力等级表）：风能利用的历史风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。风

2、能利用已有数千年的历史。在蒸汽机发明以前，风帆和风车是人类生产和生活的重要动力装置。埃及被认为可能是最先利用风能的国家，约在几千年前，他们就开始利用风帆来帮助行船。波斯和中国也在很早就开始利用风能，主要使用垂直轴风车。我国至少在3000年前的商代就出现了帆船，到唐代，风帆船已广泛用于江河运输。最辉煌的是明代，14世纪郑和七下西洋，庞大的帆船队功不可没。明代以后，风车广泛应用，沿海一带主要用于帆船和风力机提水灌溉，制盐。在欧洲到中世纪才广泛利用风能，荷兰人发明了风车。18世纪荷兰曾用近万台风车排水，在低洼的海滩上围海造田，成为风车之国。成为有名的农用风

3、车，最多达到了600万台。随着蒸汽机的出现，以及煤，石油，天然气的开采，风力机无法和蒸汽机，内燃机，电动机等相竞争，逐渐被淘汰。到了19世纪末，开始利用风力发电，特别是在20世纪70年代，利用风力发电进入了一个蓬勃发展的时代。风力发电的发展19世纪末，丹麦人首先研制了风力发电机，并于1891年建成了世界第一个风力发电站。但是由于技术方面的原因，风力发电一直没有成为电网中的电源。1973年石油危机以后，美国，西欧等发达国家为了寻找替代化石燃料的能源，开始投入大量的经费，研制风力发电机组，并于20世纪80年代初开始建立示范风电场，开始了并网发电的新时期。

4、到了90年代，对环境保护的要求日益严格，风力发电更加受到重视。经过20多年的研究开发，世界风力发电取得了引人注目的成就。下表是1983年以来世界风电发展的情况。风力资源的特点：1蕴量巨大；据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。2可以再生；3分布广泛；4没有污染，绿色环保；5密度低；6不稳定；7地区差异大中国的风能资源分布(图)中国的风能资源分布1．三北（东北、华北、西北）地区丰富带，风能功率密度在200

5、～300瓦/米2以上，有的可达500瓦/米2以上，如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等、可利用的小时数在5000小时以上，有的可达7000小时以上。这一风能丰富带的形成，主要是由于三北地区处于中高纬度的地理位置有关。2．沿海及其岛屿地丰富带。年有效风能功率密度在200瓦/米2以上，将风能功率密度线平行于海岸线，沿海岛屿风能功率密度在500瓦/米2以上如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等。可利用小时数约在7000-8000小时，这一地区特别是东南沿海，由海岸向内陆是丘陵连绵，所以风能丰富地区仅在海岸50km之内，再

6、向内陆不但不是风能丰富区，反而成为全国最小风能区，风能功率密度仅50瓦/米2左右，基本上是风能不能利用的地区。3．内陆风能丰富地区，在两个风能丰富带之外，风能功率密度一般在100w/m2以下，可以利用小时数3000小时以下。但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响，风能也较丰富，如鄱阳湖附近较周围地区风能就大，湖南衡山、安徽的黄山、云南太华山等也较平地风能为大。但是这些只限于很小范围之内，不像两大带那样大的面积，特别是三北地区面积更大。青藏高原海拔4000m以上，这里的风速比较大，但空气密度小，如在4000m的空气密度大致为地面的67%，也就是说，同样

7、是8m/s的风速，在平原上风能功率密度为313.6w/m2，而在4000m只为209.9w/m2，而这里年平风速在3~5m/s，所以风能仍属一般地区。风力机性能参数评价一台风机的性能，一个很重要的指标是功率曲线，另外一个就是可利用率。功率曲线1（变速变桨风机）功率曲线2（定桨定速风机）功率曲线1（变速变桨风机）功率曲线2（定桨定速风机）风力发电系统的种类风机功率计算方法风力机产生的功率可以用公式表示：P=0.5ρAV3Cpηmηe；P—输出功率（W）；ρ—空气密度；V—风速（m/s）；A—风轮扫掠面积Cp–风能利用系数；ηm—传动效率，一般为0.95

8、—0.97ηe—电气效率，一般为0.97—0.98；年发电量是功率曲线和风力分布函数的积分风力机性能参数1风