风力发电机叶片复合材料应用浅析.pdf

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1、风力发电机叶片复合材料应用浅析崔英菊，付晓宽。冯玉娟．段化莉，牟譬梅(淄博市职业病防治院。山东淄博255000)摘妻：能源是经济发展的原动力，近年来，随着全球环境污染问题的加重和化石能源的日益枯竭，寻找和利用可再生能源以代替一次能源已成为迫在眉睫的问题。在目前所发现的可再生能源发电中，风力发电是目前应用技术最成熟、发电效率最高的可再生能源之一．也是最具开发潜力的能源之一。本文主要讨论风力发电于其他可再生能源相比的优势。以及随着风力发电负荷的增加，兆瓦级风力发电机组面临的材料性能问题．控错问题以及影响风力发电最严重的并网问题。关麓词：风力发电清洁能源耀瓦级机组机组并网1风力发电概述进入二十一世

2、纪，人们逐渐认识到能源才是影响经济发胀的主要障碍。随着全球变暖，温室效应加剧，低碳生活已逐渐成为主流。人们也力图寻找各种可再生的清洁能源，以缓解能源枯竭问题。而在这其中，利用风力发电的技术发展突飞猛进，其中原因有很多，风力发电不仅是发电效率较高的可再生能源，而且风力发电还具有绿色环保的特点，完全符合可持续发展的科学发展观。其实人们很早之前就发现了地球表面空气流动具有能量一即风能，并且，从那个时候人们就开始尝试利用风能代替人力做各种机械劳动。如：利用风能提水等等，如今，随着能源的枯竭，风能再次进入人类的视野，利用风力发电的风能利用方式成为风能的主要形式。另外，加之世界各国对于风电产业的政策鼓励

3、，使得风力发电在这个能源革新的潮流中成为发展最快的清洁能源。2风力发电的优势(1)全球有着丰富的风能资源。风的产生是由于大气受到不均匀的太阳辐射引起的冷热空气对流，也可以说是太阳能的另外一种形式，风能是自然界的产物，不需要任何额外的加工，是拿来就可以用资源。据估计，全球的风能资源可以达到每年53万亿千瓦时。(2)风能是可再生能源。风能是自然界的产物，不需要消耗其他资源开发、不需要任何额外的加工、不污染环境、拿来就可以使用的可再生资源。与火力发电相比，有着显著优点，包括其无污染性和可再生性等。(3)风力发电技术目前已经趋于成熟。风力发电机组已可以批量化生产，尤其在德国、丹麦等风力发电技术发展和

4、应用比较成熟的国家，2MW和5MW这样的高容量的机组已投入运行，相比之下，可见我国风力发电还有很大的发展空间。(4)风力发电建造周期短，总体成本低，占地面积小，单位面积发电量较火力发电大得多，并且可以灵活建造于各种环境下，不受地形限制。随着远程控制的发展，可以实现远程控制。3风力发电面临的问题3．1兆瓦级机组的控制问题风力发电机组按照其输出功率的大小可以分为微型(IKW以下)、小型(1～10KW)、中型(10—100KW)和大型(100KW以上)，1000KW以上的称为MW级。最早兆瓦级的风力发电机组是由美国和欧洲开发研制的，后来经过丹麦、荷兰、德国、瑞典、意大利等国家的发展。兆瓦级机组已经

5、商品化生产，目前我国也加大力度着手研究兆瓦级机组的制造、运行和维护等。大型的兆瓦级机组的投入会带来新的技术性问题，首先，风机叶片长度的增加，会使得叶片旋转式产生圆周方向和轴线方向上的振动，甚至会导致叶片损坏，这就对叶片材料方面有了更高的要求，另外，风机的动态性能需要更好的控制，为达到准确控制的目的，可以从以下两个方面做起：一方面，检测装置能够根据作用在风机叶片上的风力大小和风机叶片的扭转程度准确测量出作用在风轮上的负荷，作为控制的依据。另一方面，需要准确把握风机结构性能。对于这方面，国外已经有成型的相关软件，但是面对新问题，还需改进。就机组的控制技术而言，风力发电机的机组控制和一般的机组控制

6、有所区别，它是一个综合性的控制系统，尤其在风力发电机组发展到变桨距变速控制后，风力发电机组所要控制的系统由原来本已很复杂的控制系统增加了转速和功率控制，来保证机组的安全可靠高效运行。由于机组这个整体的系统是一个非线性系统，而目前所采用的大多是线性控制器，这就导致控制的不准确。但是进入二十一世纪后，人们逐渐将模糊控制和神经网络控制理论应用到真实的控制系统中，这种控制系统实际上是黑箱模型，虽然真实的内部机理并不清楚，也无法得到一个确切的传递函数，但是控制算法可以通过以往机组运行的测量数据进行学习，也就是说用大量的数据训练模型，最终得到一个近似程度可以满足工艺要求的模型已达到风机的在线最优控制。3

7、．2风力发电机组的并网问题风电虽然有很多优点，但也不乏一些弊端，在这其中影响风电发张速度最严重的是风电的并网问题。风是自然的产物，熵很大(即其无规律性很强)，那么由风力带来的电能也是一样很不稳定，对电网的冲击很大，它不像火电或者核电每时每刻都可以提供一个稳定的输出功率，另外，更严重的是当电网负荷低时。如果发电功率高，则多余的电能因无法存储而直接导入地下，或者由电网被迫提高自身负荷(如加大电阻等)，最终造成极大