第一篇：我國風力發(fā)電現狀及其技術發(fā)展02

3存在的問題及展望

盡管近年來我國風電產業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，但同時也暴露出眾多的問題。首先，我國尚未完全掌握風電機組的核心設計及制造技術。在設計技術方面，我國不僅每年需支付大量的專利、生產許可及技術咨詢費用，在一些具有自主研發(fā)能力的風電企業(yè)中，其設計所需的應用軟件、數據庫和源代碼都需要從國外購買。在風機制造方面，風機控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)需要大量進口，同時，一些核心零部件如軸承、葉片和齒輪箱等與國外同類產品相比其質量、壽命及可靠性尚有很大差距。其次，我國風電發(fā)展規(guī)劃與電網規(guī)劃不相協(xié)調，上網容量遠小于裝機容量。風電發(fā)展側重于資源規(guī)劃，風電場的建設往往沒有考慮當地電網的消納能力，從而造成裝機容量大，并網發(fā)電少的現狀。2009年新增裝機容量中1/3未能上網，送電難已經成為制約風電發(fā)展的瓶頸。最后，我國風電的技術標準和規(guī)范不健全，包括風機制造、檢測、調試、關鍵零部件生產及電場入網等相關標準亟需建立和完善。因此，展望我國未來的風電產業(yè)發(fā)展，必須加強自主創(chuàng)新掌握核心技術；必須加大電網建設力度，合理規(guī)范風電開發(fā)；必須加大政策扶持力度，建立健全完善統(tǒng)一的風電標準規(guī)范體系。

參考文獻：

[1] 陳永祥,方征.中國風電發(fā)展現狀、趨勢及建議[J].科技綜述，2010(4)：14-19.[2] 張明鋒, 鄧凱,陳波等.中國風電產業(yè)現狀與發(fā)展[J].機電工程，2010，1

（27）：1-3.[3] 黨福玲，朝克，賈永.我國風電產業(yè)發(fā)展現狀淺析[J].經濟論壇，2010(12)：58-60.[4] 韓永奇，韓晨曦.中國風電產業(yè)的發(fā)展與前景[J].新材料產業(yè)，2010(12)：8-10.[5] 王超，張懷宇，王辛慧等.風力發(fā)電技術及其發(fā)展方向[J].電站系統(tǒng)工程，2006，22(2)：11-13.[6] 許洪華,郭金東.世界風電技術發(fā)展趨勢和我國未來風電發(fā)展探討[J].電力設備，2005，6(10)：106-108.[7] 張新房,徐大平,柳亦兵等.風力發(fā)電技術的發(fā)展及相關控制問題綜述[J].華北電力技術，2005(5):42-45.[8] 馬昕霞, 宋明中,馬強等.風力發(fā)電系統(tǒng)控制技術的研究.上海電力學院學報[J].2005(3):205-209.[

第二篇：我國風力發(fā)電現狀及其技術發(fā)展02

2.3風力發(fā)電機組控制策略的發(fā)展

風能是一種能量密度低、穩(wěn)定性較差的能源，由于風速、風向的隨機性變化，導致風力機葉片攻角不斷變化，使葉尖速比偏離最佳值，風力機的空氣動力效率及輸入到傳動鏈的功率發(fā)生變化，影響了風電系統(tǒng)的發(fā)電效率并引起轉矩傳動鏈的振蕩，會對電能質量及接入的電網產生影響，對于小電網甚至會影響其穩(wěn)定性。風力發(fā)電機組通常采用柔性部件，這有助于減小內部的機械應力，但同時也會使風電系統(tǒng)的動態(tài)特性復雜化，且轉矩傳動模塊會有很大振蕩。目前，對風力發(fā)電機的控制策略研究根據控制器類型可分為兩大類：基于數學模型的傳統(tǒng)控制方法和現代控制方法。傳統(tǒng)控制采用線性控制方法，通過調節(jié)發(fā)電機電磁轉矩或槳葉節(jié)距角，使葉尖速比保持最優(yōu)值，從而實現風能的最大捕獲。對于快速變化的風速，其調節(jié)相對滯后。同時基于某工作點的線性化模型的方法，對于工作范圍較寬、隨機擾動大、不確定因素多、非線性嚴重的風電系統(tǒng)并不適用。

現代控制方法主要包括變結構控制、魯棒控制、自適應控制、智能控制等[7,8]。變結構控制因具有快速響應、對系統(tǒng)參數變化不敏感、設計簡單和易于實現等優(yōu)點而在風電系統(tǒng)中得到廣泛應用。魯棒控制具有處理多變量問題的能力，對于具有建模誤差、參數不準確和干擾位置系統(tǒng)的控制問題，在強穩(wěn)定性的魯棒控制中可得到直接解決。模糊控制是一種典型的智能控制方法，其最大的特點是將專家的知識和經驗表示為語言規(guī)則用于控制，不依賴于被控制對象的精確的數學模型，能夠克服非線性因素的影響，對被調節(jié)對象有較強的魯棒性。由于風力發(fā)電機的精確數學模型難以建立，模糊控制非常適合于風力發(fā)電機組的控制，越來越受到風電研究人員的重視。人工神經網絡是以工程技術手段來模擬人腦神經元網絡的結構與特征的系統(tǒng)。利用神經元可以構成各種不同的拓撲結構的神經網絡，它是生物神經網絡的一種模擬和近似。利用神經網絡的學習特性，可用于風力機的低風速的節(jié)距控制。

3存在的問題及展望

盡管近年來我國風電產業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，但同時也暴露出眾多的問題。首先，我國尚未完全掌握風電機組的核心設計及制造技術。在設計技術方面，我國不僅每年需支付大量的專利、生產許可及技術咨詢費用，在一些具有自主研發(fā)能力的風電企業(yè)中，其設計所需的應用軟件、數據庫和源代碼都需要從國外購買。在風機制造方面，風機控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)需要大量進口，同時，一些核心零部件如軸承、葉片和齒輪箱等與國外同類產品相比其質量、壽命及可靠性尚有很大差距。其次，我國風電發(fā)展規(guī)劃與電網規(guī)劃不相協(xié)調，上網容量遠小于裝機容量。風電發(fā)展側重于資源規(guī)劃，風電場的建設往往沒有考慮當地電網的消納能力，從而造成裝機容量大，并網發(fā)電少的現狀。2009年新增裝機容量中1/3未能上網，送電難已經成為制約風電發(fā)展的瓶頸。最后，我國風電的技術標準和規(guī)范不健全，包括風機制造、檢測、調試、關鍵零部件生產及電場入網等相關標準亟需建立和完善。因此，展望我國未來的風電產業(yè)發(fā)展，必須加強自主創(chuàng)新掌握核心技術；必須加大電網建設力度，合理規(guī)范風電開發(fā)；必須加大政策扶持力度，建立健全完善統(tǒng)一的風電標準規(guī)范體系。

參考文獻：

[1] 陳永祥,方征.中國風電發(fā)展現狀、趨勢及建議[J].科技綜述，2010(4)：14-19.[2] 張明鋒, 鄧凱,陳波等.中國風電產業(yè)現狀與發(fā)展[J].機電工程，2010，1

（27）：1-3.[3] 黨福玲，朝克，賈永.我國風電產業(yè)發(fā)展現狀淺析[J].經濟論壇，2010(12)：58-60.[4] 韓永奇，韓晨曦.中國風電產業(yè)的發(fā)展與前景[J].新材料產業(yè)，2010(12)：8-10.[5] 王超，張懷宇，王辛慧等.風力發(fā)電技術及其發(fā)展方向[J].電站系統(tǒng)工程，2006，22(2)：11-13.[6] 許洪華,郭金東.世界風電技術發(fā)展趨勢和我國未來風電發(fā)展探討[J].電力設備，2005，6(10)：106-108.[7] 張新房,徐大平,柳亦兵等.風力發(fā)電技術的發(fā)展及相關控制問題綜述[J].華北電力技術，2005(5):42-45.[8] 馬昕霞, 宋明中,馬強等.風力發(fā)電系統(tǒng)控制技術的研究.上海電力學院學報[J].2005(3):205-209.[

第三篇：我國風力發(fā)電現狀及其技術發(fā)展01

2.2風力發(fā)電機組控制技術的發(fā)展

控制技術是風力發(fā)電機組安全高效運行的關鍵技術[5,6]，這是因為：

1）自然風速的大小和方向隨著大氣的氣壓、氣溫和濕度等的活動和風電場地形地貌等因素的隨機性和不可控性，這樣風力機所獲得的風能也是隨機和不可控的。

2）為使風能利用率更高，大型風力發(fā)電機組的葉片直徑大約在60m~100m之間，因此風輪具有較大的轉動慣量。

3）自動控制在風力發(fā)電機組的并網和脫網、輸入功率的優(yōu)化和限制、風輪的主動對風以及運行過程中故障的檢測和保護中都應得到很好的利用。

4）風力資源豐富的地區(qū)通常環(huán)境較為惡劣，在海島和邊遠的地區(qū)甚至海上，人們希望分散不均的風力發(fā)電機組能夠無人值班運行和遠程監(jiān)控。這就對風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)可靠性提出了很高的要求。

因此，眾多學者都致力于深入研究風力發(fā)電的控制技術和控制系統(tǒng)，這些研究工作對于風力發(fā)電機組優(yōu)化運行有極其重要的意義。計算機技術與先進的控制技術應用到風電領域，并網運行的風力發(fā)電控制技術得到了較快發(fā)展，控制方式從基本單一的定槳距失速控制向變槳距和變速恒頻控制方向發(fā)展，甚至向智能型控制發(fā)展。

定槳距型風力機指槳葉與輪轂的連接是固定的，即槳距角固定不變，當風速變化時，槳葉的迎風角度固定不變。失速型是當風速高于額定風速，利用槳葉翼型本身所具有的失速特性，即氣流的攻角增大到失速條件，使槳葉的表面產生渦流，將發(fā)電機的功率輸出限制在一定范圍內。失速調節(jié)型的優(yōu)點是簡單可靠，當風速變化引起輸出功率變化時，只通過槳葉的被動失速調節(jié)而控制系統(tǒng)不做任何控制，使控制系統(tǒng)大為簡化。其缺點是葉片重量大，槳葉、輪轂、塔架等部件受力較大，機組的整體效率較低，也使得這些關鍵部件更容易疲勞磨損。

變速恒頻風力發(fā)電機組是近年來發(fā)展起來的一種新型風力發(fā)電系統(tǒng)，其轉速不受發(fā)電機輸出功率的限制，而其輸出電壓的頻率、幅值和相位也不受轉子轉速的影響。論文大全網004km.cn整理。

與恒速風電機組相比，它的優(yōu)越性在于：低風速時能夠跟蹤風速變化，在運行中保持最佳葉尖速比以獲得最大風能；高風速時利用風輪轉速的變化調節(jié)風力機槳距角，在保證風電機組安全穩(wěn)定運行的同時，使輸出功率更加平穩(wěn)。變速恒頻風力發(fā)電機組通過勵磁控制和變槳距調節(jié)來實現最佳運行狀態(tài)。變槳距是根據風速和發(fā)電機轉速來調整葉片槳距角，從而控制發(fā)電機輸出功率，由傳動齒輪箱、伺服電機和驅動控制單元組成。隨著風電控制技術的發(fā)展，當輸出功率小于額定功率狀態(tài)時，變槳距風力發(fā)電機組采用OptitiP技術，即根據風速的大小，調整發(fā)電機轉差率，使其盡量運行在最佳葉尖速比，以得到理想的輸出功率。變槳距風力發(fā)電機組的優(yōu)點是：輸出功率平穩(wěn)，在額定點具有較高的風能利用系數，具有更好的起動性能與制動性能，能夠確保高風速段的額定功率。

2.3風力發(fā)電機組控制策略的發(fā)展

風能是一種能量密度低、穩(wěn)定性較差的能源，由于風速、風向的隨機性變化，導致風力機葉片攻角不斷變化，使葉尖速比偏離最佳值，風力機的空氣動力效率及輸入到傳動鏈的功率發(fā)生變化，影響了風電系統(tǒng)的發(fā)電效率并引起轉矩傳動鏈的振蕩，會對電能質量及接入的電網產生影響，對于小電網甚至會影響其穩(wěn)定性。風力發(fā)電機組通常采用柔性部件，這有助于減小內部的機械應力，但同時也會使

風電系統(tǒng)的動態(tài)特性復雜化，且轉矩傳動模塊會有很大振蕩。目前，對風力發(fā)電機的控制策略研究根據控制器類型可分為兩大類：基于數學模型的傳統(tǒng)控制方法和現代控制方法。傳統(tǒng)控制采用線性控制方法，通過調節(jié)發(fā)電機電磁轉矩或槳葉節(jié)距角，使葉尖速比保持最優(yōu)值，從而實現風能的最大捕獲。對于快速變化的風速，其調節(jié)相對滯后。同時基于某工作點的線性化模型的方法，對于工作范圍較寬、隨機擾動大、不確定因素多、非線性嚴重的風電系統(tǒng)并不適用。

現代控制方法主要包括變結構控制、魯棒控制、自適應控制、智能控制等[7,8]。變結構控制因具有快速響應、對系統(tǒng)參數變化不敏感、設計簡單和易于實現等優(yōu)點而在風電系統(tǒng)中得到廣泛應用。魯棒控制具有處理多變量問題的能力，對于具有建模誤差、參數不準確和干擾位置系統(tǒng)的控制問題，在強穩(wěn)定性的魯棒控制中可得到直接解決。模糊控制是一種典型的智能控制方法，其最大的特點是將專家的知識和經驗表示為語言規(guī)則用于控制，不依賴于被控制對象的精確的數學模型，能夠克服非線性因素的影響，對被調節(jié)對象有較強的魯棒性。由于風力發(fā)電機的精確數學模型難以建立，模糊控制非常適合于風力發(fā)電機組的控制，越來越受到風電研究人員的重視。人工神經網絡是以工程技術手段來模擬人腦神經元網絡的結構與特征的系統(tǒng)。利用神經元可以構成各種不同的拓撲結構的神經網絡，它是生物神經網絡的一種模擬和近似。利用神經網絡的學習特性，可用于風力機的低風速的節(jié)距控制。

3存在的問題及展望

盡管近年來我國風電產業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，但同時也暴露出眾多的問題。首先，我國尚未完全掌握風電機組的核心設計及制造技術。在設計技術方面，我國不僅每年需支付大量的專利、生產許可及技術咨詢費用，在一些具有自主研發(fā)能力的風電企業(yè)中，其設計所需的應用軟件、數據庫和源代碼都需要從國外購買。在風機制造方面，風機控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)需要大量進口，同時，一些核心零部件如軸承、葉片和齒輪箱等與國外同類產品相比其質量、壽命及可靠性尚有很大差距。其次，我國風電發(fā)展規(guī)劃與電網規(guī)劃不相協(xié)調，上網容量遠小于裝機容量。風電發(fā)展側重于資源規(guī)劃，風電場的建設往往沒有考慮當地電網的消納能力，從而造成裝機容量大，并網發(fā)電少的現狀。2009年新增裝機容量中1/3未能上網，送電難已經成為制約風電發(fā)展的瓶頸。最后，我國風電的技術標準和規(guī)范不健全，包括風機制造、檢測、調試、關鍵零部件生產及電場入網等相關標準亟需建立和完善。因此，展望我國未來的風電產業(yè)發(fā)展，必須加強自主創(chuàng)新掌握核心技術；必須加大電網建設力度，合理規(guī)范風電開發(fā)；必須加大政策扶持力度，建立健全完善統(tǒng)一的風電標準規(guī)范體系。

參考文獻：

[1] 陳永祥,方征.中國風電發(fā)展現狀、趨勢及建議[J].科技綜述，2010(4)：14-19.[2] 張明鋒, 鄧凱,陳波等.中國風電產業(yè)現狀與發(fā)展[J].機電工程，2010，1

（27）：1-3.[3] 黨福玲，朝克，賈永.我國風電產業(yè)發(fā)展現狀淺析[J].經濟論壇，2010(12)：58-60.[4] 韓永奇，韓晨曦.中國風電產業(yè)的發(fā)展與前景[J].新材料產業(yè)，2010(12)：8-10.[5] 王超，張懷宇，王辛慧等.風力發(fā)電技術及其發(fā)展方向[J].電站系統(tǒng)工程，2006，22(2)：11-13.[6] 許洪華,郭金東.世界風電技術發(fā)展趨勢和我國未來風電發(fā)展探討[J].電力設備，2005，6(10)：106-108.[7] 張新房,徐大平,柳亦兵等.風力發(fā)電技術的發(fā)展及相關控制問題綜述[J].華北電力技術，2005(5):42-45.[8] 馬昕霞, 宋明中,馬強等.風力發(fā)電系統(tǒng)控制技術的研究.上海電力學院學報[J].2005(3):205-209.[

第四篇：風力發(fā)電的調節(jié)控制技術發(fā)展

風力發(fā)電的調節(jié)控制技術發(fā)展

在起動階段，通過調節(jié)變槳距系統(tǒng)控制發(fā)電機轉速，將發(fā)電機轉速保持在同步轉速附近，尋找最佳并網時機然后平穩(wěn)并網；在額定風速以下時，主要調節(jié)發(fā)電機反力轉矩使轉速跟隨風速變化，保持最佳葉尖速比以獲得最大風能；在額定風速以上時，采用變速與槳葉節(jié)距雙重調節(jié)，通過變槳距系統(tǒng)調節(jié)限制風力機獲取能量，保證發(fā)電機功率輸出的穩(wěn)定性，獲取良好的動態(tài)特性；而變速調節(jié)主要用來響應快速變化的風速，減輕槳距調節(jié)的頻繁動作，提高傳動系統(tǒng)的柔性。變速恒頻這種調節(jié)方式是目前公認的最優(yōu)化調節(jié)方式，也是未來風電技術發(fā)展的主要方向。

隨著計算機技術與先進的控制技術應用到風電領域，并網運行的風力發(fā)電控制技術得到了較快發(fā)展，控制方式從基本單一的定槳距失速控制向變槳距和變速恒頻控制方向發(fā)展，甚至向智能型控制發(fā)展。作為風力資源較為豐富的國家之一，我國加快了風電技術領域的自主開發(fā)與研究，“十五”期間，600kw風力發(fā)電機組開始產業(yè)化實施，兆瓦級失速型。兆瓦級變速恒頻的風力發(fā)電機組國產化已列入國家“863”科技攻關頂目。本文針對當前并網型風力發(fā)電機組的幾種功率凋節(jié)控制技術進行了介紹，并指出其各自的優(yōu)缺點。

1定槳距失速調節(jié)型風力發(fā)電機組 定獎距是指槳葉與輪載的連接是固定的，槳距角固定不變，即當風速變化時，槳葉的迎風角度不能隨之變化。失速型是指槳葉翼型本身所具有的失速特性，當風速高于額定風速69，氣流的攻角增大到失速條件，使槳葉的表面產生渦流，效率降低，來限制發(fā)電機的功率輸出。為了提高風電機組在低風速時的效率，通常采用雙速發(fā)電機（即大/小發(fā)電機）。在低風速段運行的，采用小電機使槳葉縣有較高的氣動效率，提高發(fā)電機的運行效率。失速調節(jié)型的優(yōu)點是失速調節(jié)簡單可靠，當風速變化引起的輸出功率的變化只通過槳葉的被動失速調節(jié)而控制系統(tǒng)不作任何控制，使控制系統(tǒng)大為減化。其缺點是葉片重晏大（與變槳距風機葉片比較），槳葉、輪載、塔架等部件受力較大，機組的整體效率較低。變槳距調節(jié)型風力發(fā)電機組 變獎距是指安裝在輪載上的葉片通過控制改變其槳距角的大小。其調節(jié)方法為：當風電機組達到運行條件時，控制系統(tǒng)命令調節(jié)槳距角調到45”，當轉速達到一定時，再調節(jié)到0“，直到風力機達到額定轉速并網發(fā)電；在運行過程中，當輸出功率小于額定功率時，槳距角保持在0°位置不變，不作任何調節(jié)；當發(fā)電機輸出功率達到額定功率以后，調節(jié)系統(tǒng)根據輸出功率的變化調整槳距角的大小，使發(fā)電機的輸出功率保持在額定功率。隨著風電控制技術的發(fā)展，當輸出功率小于額定功率狀態(tài)時，變槳距風力發(fā)電機組采用OptitiP技術，即根據風速的大小，調整發(fā)電機轉差率，使其盡量運行在最佳葉尖速比，優(yōu)化輸出功率。變槳距調節(jié)的優(yōu)點是槳葉受力較小，槳葉做的較為輕巧。槳距角可以隨風速的大小而進行自動調節(jié)，因而能夠盡可能多的吸收風能轉化為電能，同時在高風速段保持功率平穩(wěn)輸出。缺點是結構比較復雜，故障率相對較高。主動失速調節(jié)型風力發(fā)電機組 將定槳距失速調節(jié)型與變槳距調節(jié)型兩種風力發(fā)電機組相結合，充分吸取了被動失速和槳距調節(jié)的優(yōu)點，槳葉采用失速特性，調節(jié)系統(tǒng)采用變槳距調節(jié)。在低風速肘，將槳葉節(jié)距調節(jié)到可獲取最大功率位置，槳距角調整優(yōu)化機組功率的輸出；當風力機發(fā)出的功率超過額定功率后，槳葉節(jié)距主動向失速方向調節(jié)，將功率調整在額定值以下，限制機組最大功率輸出，隨著風速的不斷變化，槳葉僅需要微調維持失速狀態(tài)。制動剎車時，調節(jié)槳葉相當于氣動剎車，很大程度上減少了機械剎車對傳動系統(tǒng)的沖擊。主動失速調節(jié)型的優(yōu)點是其言了定獎距失速型的特點，并在此基礎上進行變槳距調節(jié)，提高了機同頻率后并入電網。機組在葉片設計上采用了變槳距結構。

其調節(jié)方法是：在起動階段，通過調節(jié)變槳距系統(tǒng)控制發(fā)電機轉速，將發(fā)電機轉速保持在同步轉速附近，尋找最佳并網時機然后平穩(wěn)并網；在額定風速以下時，主要調節(jié)發(fā)電機反力轉矩使轉速跟隨風速變化，保持最佳葉尖速比以獲得最大風能；在額定風速以上時，采用變速與槳葉節(jié)距雙重調節(jié)，通過變槳距系統(tǒng)調節(jié)限制風力機獲取能量，保證發(fā)電機功率輸出的穩(wěn)定性，獲取良好的動態(tài)特性；

而變速調節(jié)主要用來響應快速變化的風速，減輕槳距調節(jié)的頻繁動作，提高傳動系統(tǒng)的柔性。變速恒頻這種調節(jié)方式是目前公認的最優(yōu)化調節(jié)方式，也是未來風電技術發(fā)展的主要方向。變速恒頻的優(yōu)點是大范圍內調節(jié)運行轉速，來適應因風速變化而引起的風力機功率的變化，可以最大限度的吸收風能，因而效率較高；控制系統(tǒng)采取的控制手段可以較好的調節(jié)系統(tǒng)的有功功率、無功功率，但控制系統(tǒng)較為復雜。

第五篇：我國風力發(fā)電的發(fā)展

在我國，發(fā)展風能具有很大現實意義，不僅是環(huán)保原因，我國確實具有巨大的風能資源。我國幅員遼闊，海岸線長，風能資源非常豐富，既有陸地的、也有海上的。據中國氣象科學研究院測算，我國東南沿海及其附近島嶼是風能資源非常豐富的地區(qū)，有效風能密度大于或等于 200W/m2的等值線平行于海岸線，沿海島嶼有效風能密度在 300W/m2以上，全年風速大于或等于 3m/s 的時數約為 7000～8000h，大于或等于 6m/s 的時數為 4000h。新疆北部、內蒙古、甘肅北部是風能資源豐富地區(qū)，有效風能密度為 200～300W/m2，全年風速大于或等于 3m/s 的時數為 5000h 以上，全年風速大于或等于 6m/s 的時數為 3000h 以上，黑龍江、吉林東部、河北北部及遼東半島的風能資源也較好，有效風能密度為 200W/m2以上，全年風速大于和等于 3m/s 的時數為 5000h，全年風速大于和等于 6m/s 的時數為3000h。青藏高原北部有效風能密度在 150～220W/m2之間，全年風速大于和等于3m/s 的時數為 4000～5000h，全年風速大于和等于 6m/s 的時數為 3000h。目前探明全國陸地風能理論儲量為 32.26 億 kW，可開發(fā)利用的儲量為 2.53 億 kW，近海7.5 億 kW，合計風能可達 10.03 億 kW，居世界前列[6]。

1.3.1 小型風力發(fā)電行業(yè)的現狀

我國于 20 世紀 50 年代后期開始風力發(fā)電技術的研究工作，1957—1958 年在江蘇、吉林、遼寧、新疆等地建造了一些功率在 10kW 以下、風輪直徑在 10 米以下的小型風力發(fā)電裝置，但由于受當時的技術經濟條件限制，其后處于停滯狀態(tài)。我國較大規(guī)模地開發(fā)和應用風力發(fā)電始于 20 世紀 70 年代。我國自主開發(fā)研制生產的小型風力發(fā)電機，解決了居住分散的農、牧、漁民的生產生活用電。20 世紀 80 年代初，我國把小型風力發(fā)電作為農村電氣化的措施之一，供農村一家一戶使用。特別是在內蒙古地區(qū)由于風自然資源豐富和當地群眾的需求，并得到了政府的支持，小型風力發(fā)電機的研究和推廣得到了長足的發(fā)展，對于解決邊遠地區(qū)居住分散的農牧民群眾的生活用電和部分生產用電起了很大作用。我國目前生產的小型風力發(fā)電機按額定功率從100W 到 10kW 共十種。其主要技術特點是：2～3 個葉片，側偏調速、上風向，配套高效永磁發(fā)電機，再配以尾翼、立桿、底座、地錨和拉線。其中以戶用微型機組技術最為成熟，有 50，100，150，200，300，500W 微型機組系列定型產品，并進行批量生產，不但滿足了國內需求，還遠銷國外。

到 2006 年底，我國從事小型風力發(fā)電機組及其配套件開發(fā)、研制、生產的單位達到 78 家，其中：大專院校、科研院所 15 家，生產制造單位 38 家，配套件生產單位 25 家，目前我國小型風力發(fā)電機的年生產能力達 8 萬臺。從 1983—2006 年底，全國各生產廠家累計生產各種小型風力發(fā)電機組達 37.6 萬余臺，總容量為 6.52 萬 kW，預計年發(fā)電量約

1.33 億 kWh。所生產的小型風力發(fā)電機組，除滿足國內用戶需要外，還出口遠銷到 25 個國家和我國臺灣、香港地區(qū)，累計出口各種小型風力發(fā)電機近1.7萬余臺。我國小型風力發(fā)電機保有量、年產量、生產能力均列世界之首

自 20 世紀的最后兩年以來，全世界風力發(fā)電的裝機容量快速增長，特別是在歐洲，為了實現減排溫室氣體的目標，對風電執(zhí)行較高收購電價的激勵政策促進了風電技術和產業(yè)的發(fā)展，風電成本繼續(xù)下降。由于海上風能資源比陸地豐富，海上風電場在歐洲已經從可行性示范進入商業(yè)化示范階段。風電機組技術繼續(xù)向著增大單機容量的方向發(fā)展，正在研制風輪直徑超過 100m 的 5MW 機組，預計 2013 年，單機容量達到 15MW。1996 年至 2000 年世界上風電增長率 5 年平均達到 31%，2000 年末裝機總容量為 1770 萬 MW，2001 年末達到 2447 萬 MW，一年增加 677 萬 kW，增長率為32%，說明風電高增率趨勢仍然繼

續(xù)。2004 年全世界新增裝機容量為 8000MW，2004年底全世界風電裝機總容量為 47000MW，并作了 2020 年風電達到世界電力總量的12%的規(guī)劃藍圖（即風力 12）。2005 年世界各國風電裝機容量排在前十名的國家是德國、西班牙、美國、丹麥、印度、意大利、荷蘭、英國、日本和中國。

世界上，在小型風力發(fā)電方面，中國和美國主要生產制造功率為 300W 到 3kW風力機，其中美國在 3kW 到 10kW 小型風力機上占明顯優(yōu)勢。在歐洲，主要生產制造功率為 300W 到 100kW 風力發(fā)電機。到 2020 年，美國預計安裝小型風力機容量為50000MW，可解決 10000 人就業(yè)。英國正在研制屋頂用小型風力發(fā)電機。世界各國的小型風力發(fā)電機正在努力向著：運動部件少、維護少、壽命長、采用新的電力電子技術和計算機技術等方向發(fā)展

我國的風力發(fā)電事業(yè)始于 20 世紀 50 年代，目前已經形成一定的規(guī)模。在大型風電方面，擁有 750kW 以下各類風力發(fā)電設備的制造能力，2006 年 1 月 28 日，首臺兆瓦級變速恒頻雙饋異步風力發(fā)電機及控制裝置研制成功，填補國內空白。2006 年 1月 10 日，1.2MW 永磁直驅風力發(fā)電機在哈爾濱試制成功，它是我國自主創(chuàng)新研制的容量最大的風力發(fā)電機。到 2005 年，全國 15 個省(自治區(qū))已建風電場 62 座，累計運行風力發(fā)電機組 1864 臺，總容量 126.6 萬 kW。2010 年目標為總容量 500 萬 kW，2020 年目標為總容量 3000 萬 kW，2050 年預計達到 3-5 億 kW 裝機容量。但是，目前我國自行研制和開發(fā)大型風力發(fā)電機組的技術力量與國外相比相差很多，繼續(xù)加大對風力發(fā)電技術研究的投入，實現關鍵技術的國產化是保證我國風電事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的當務之急。

設計了風力機電動變槳距系統(tǒng)方案，變槳距機構采用單片機控制，并搭建好電動變槳距風力機的試驗樣機。通過對風力樣機做測試，得出風力機組的力矩與風速比的一些重要數據。并通過Matlab51mu11nk軟件分別在風速低于額定風速和在額定風速左右兩種情況下進行仿真，最終提出的控制規(guī)律進行的變槳距調節(jié)能滿足風力機的功率控制要求，為后續(xù)研究做好鋪墊工作。

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