风力发电原理 教学课件 作者 徐大平 第7章　离网风力发电系统.ppt

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1、第7章　离网风力发电系统7.1　离网风力发电机组的应用7.2　微、小型风力发电机组结构7.3　互补发电系统7.4　储能装置第7章　离网风力发电系统图7-1　离网型风力发电系统示意图7.1　离网风力发电机组的应用7.1.1　向大用户直接供电7.1.2　向农户、村落、农牧场供电7.1.1　向大用户直接供电在风资源较丰富的地区，如果企业生产过程对电压、电流的稳定性要求不高，则可以考虑使用大、中型离网风力发电机组(风电场)直接供电方式，如果生产过程用电不允许间断，则需电网或者其他供电手段给予补充，维持最低用电

2、需要。7.1.2　向农户、村落、农牧场供电1.直流发电机系统2.交流发电机系统1.直流发电机系统图7-2　独立运行的直流风力发电系统2.交流发电机系统图7-3　交流发电机向直流负载供电2.交流发电机系统图7-4　交流发电机向交流负载供电7.2　微、小型风力发电机组结构7.2.1　叶片与风轮7.2.2　调速装置7.2.3　调向装置7.2.4　发电机7.2.5　塔架7.2.6　蓄电池7.2.7　控制器和逆变器7.2.1　叶片与风轮0705.TIF7.2.1　叶片与风轮图7-6　风轮的基本结构1—叶片　2—

3、叶柄3—轮毂　4—风轮轴7.2.2　调速装置1.侧翼装置2.偏心装置2.偏心装置0707.TIF2.偏心装置图7-8　偏心装置调速原理示意图2.偏心装置图7-9　仰头调速原理示意图7.2.3　调向装置图7-10　尾舵形式7.2.4　发电机1.直流发电机2.异步交流发电机1.直流发电机直流发电机的工作原理是把转子线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势，定子采用直流励磁或用永久磁铁，输出电压有直流12V、24V、36V等。2.异步交流发电机1)体积小，重量

4、轻。2)效率高，节能效果显著；由于永磁体能产生恒定不变的磁场，这样就省去了励磁耗能，其效率能提高10～15%。3)电压波形质量好，适用于各种负载情况。4)电机过载能力强，适合于在恶劣环境下工作。5)永磁交流发电机无电刷，结构简单、可靠性高、使用寿命长。6)电磁干扰小，电磁兼容性好。7.2.5　塔架塔架用于支撑发电机和调向机构等。因风速随离地面的高度增加而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能越多，但造价、安装费等也随之加大。一般由塔管和3～4根拉索组成，高度6～9m，中小型风力机的塔架一般由独立塔杆或

5、三段塔筒组成。7.2.6　蓄电池与小型风力发电机组联合应用的蓄电池目前多采用铅酸蓄电池,近年来国内有些厂家也在开发适用于风能太阳能应用的专用铅酸蓄电池。关于蓄电池的原理、结构等将在储能装置一节中介绍。7.2.7　控制器和逆变器控制器的功能是控制和显示风力机对蓄电池的充电过程,使其不至于过充和过放,以保证正常使用和整个系统的可靠工作。逆变器是利用电力电子器件把直流电(12V、24V、36V、48V)变成220V交流电的装置。7.3　互补发电系统7.3.1　风-光互补发电系统7.3.2　风力发电机与蓄电池

6、系统7.3.3　风力-柴油互补发电系统7.3.1　风-光互补发电系统1.风光互补发电系统的特点2.太阳能电池组件1.风光互补发电系统的特点1)弥补独立风力发电和太阳能光伏发电系统的不足，提供更加稳定的电能。2)充分利用空间，实现地面和高空的合理利用。3)共用一套送变电设备，降低工程造价。4)同用一套经营管理人员，提高工作效率，降低运行成本。1)与单一系统相比，系统设计较复杂，对控制要求较高。2)由于是两类系统的合成，维护的难度和工作量较高。3)太阳能和风能在时间上的互补特性随地区不同差异大，有时难以保

7、证完全的连续稳定供电。2.太阳能电池组件1)短路电流Isc：在给定温度、日照条件下所能输出的最大电流。2)开路电压Voc：在给定温度、日照条件下所能输出的最大电压。3)最大功率点电流Im：在给定温度、日照条件下最大功率点上的电流。4)最大功率点电压Vm：在给定温度、日照条件下最大功率点上的电压。5)最大功率点功率Pm：在给定温度、日照下所能输出的最大功率，有：Pm=ImVm。2.太阳能电池组件图7-12　太阳能电池的V-I特性2.太阳能电池组件图7-13　日照对太阳能电池的影响图7-14　不同日照下P

8、-V特性曲线1.tif2.太阳能电池组件图7-15　温度对太阳能电池的影响2.太阳能电池组件7.3.2　风力发电机与蓄电池系统1.风力发电机组容量的选择与计算2.蓄电池组容量选择与计算1.风力发电机组容量的选择与计算1)设计者应首先根据用户一年总耗电量来选择风力发电机组的安装容量。2)对初选风力发电机组安装容量，应通过一年的风电日盈亏变化曲线来验证其合理性。3)对于户用型独立运行的风力发电系统，可采用风电月均衡法来验证风力发电机组安装容量是否能满足用户要