第一篇：風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)十一

風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)

（十一）并網(wǎng)后需要關(guān)注的主要問(wèn)題

電能質(zhì)量

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電能質(zhì)量的要求有五個(gè)方面：電網(wǎng)高次諧波、電壓閃變與電壓波動(dòng)、三相電壓及電流不平衡、電壓偏差、頻率偏差。風(fēng)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的主要有高次諧波和電壓閃變與電壓波動(dòng)。電壓閃變

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大多采用軟并網(wǎng)方式，但是在啟動(dòng)時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)切出風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)會(huì)從額定出力狀態(tài)自動(dòng)退出運(yùn)行。如果整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)機(jī)幾乎同時(shí)動(dòng)作，這種沖擊對(duì)配電網(wǎng)的影響十分明顯。容易造成電壓閃變與電壓波動(dòng)。

諧波污染

風(fēng)電給系統(tǒng)帶來(lái)諧波的途徑主要有兩種。一種是風(fēng)機(jī)本身配備的電力電子裝置可能帶來(lái)諧波問(wèn)題。對(duì)于直接和電網(wǎng)相連的恒速風(fēng)機(jī)，軟啟動(dòng)階段要通過(guò)電力電子裝置與電網(wǎng)相連，因此會(huì)產(chǎn)生一定的諧波，不過(guò)過(guò)程很短。對(duì)于變速風(fēng)機(jī)是通過(guò)整流和逆變裝置接入系統(tǒng)，如果電力電于裝置的切換頻率恰好在產(chǎn)生諧波的范圍內(nèi)，則會(huì)產(chǎn)生很?chē)?yán)重的諧波問(wèn)題，不過(guò)隨著電力電子器件的不斷改進(jìn)，這個(gè)問(wèn)題也在逐步得到解決。另一種是風(fēng)機(jī)的并聯(lián)補(bǔ)償電容器可能和線(xiàn)路電抗發(fā)生諧振，在實(shí)際運(yùn)行中，曾經(jīng)觀測(cè)到在風(fēng)電場(chǎng)出口變壓器的低壓側(cè)產(chǎn)生大量諧波的現(xiàn)象。當(dāng)然與閃變問(wèn)題相比，風(fēng)電并網(wǎng)帶來(lái)的諧波問(wèn)題不是很?chē)?yán)重。

電網(wǎng)穩(wěn)定性

在風(fēng)電的領(lǐng)域，經(jīng)常遇到的一個(gè)的難題是：薄弱的電網(wǎng)短路容量、電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的頻繁掉線(xiàn)。尤其是越來(lái)越多的大型風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)后，對(duì)電網(wǎng)的影響更大。在過(guò)去的20年間，風(fēng)電場(chǎng)的主要特點(diǎn)是采用感應(yīng)發(fā)電機(jī)，裝機(jī)規(guī)模較小，與配電網(wǎng)直接相連，對(duì)系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)為電能質(zhì)量。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大量新型大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開(kāi)始投入運(yùn)行，風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)達(dá)到可以和常規(guī)機(jī)組相比的規(guī)模，直接接入輸電網(wǎng)，與風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)有關(guān)的電壓、無(wú)功控制、有功調(diào)度、靜態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定等問(wèn)題越來(lái)越突出。這需要對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估。要根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，負(fù)荷情況，決定最大的發(fā)電量和系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)的穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)外對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性都非常重視，開(kāi)展了不少關(guān)于風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)方面的研究。

風(fēng)電場(chǎng)大多采用感應(yīng)發(fā)電機(jī)，需要系統(tǒng)提供無(wú)功支持，否則有可能導(dǎo)致小型電網(wǎng)的電壓失穩(wěn)。采用異步發(fā)電機(jī)，除非采取必要的預(yù)防措施，如動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償、否則會(huì)造成線(xiàn)損增加，送電距離遠(yuǎn)的末端用戶(hù)電壓降低。電網(wǎng)穩(wěn)定性降低，在發(fā)生三相接地故障，都將導(dǎo)致全網(wǎng)的電壓崩潰。由于大型電網(wǎng)具有足夠的備用容量和調(diào)節(jié)能力，一般不必考慮風(fēng)電進(jìn)入引起頻率穩(wěn)定性問(wèn)題。但是對(duì)于孤立運(yùn)行的小型電網(wǎng)，風(fēng)電帶來(lái)的頻率偏移和穩(wěn)定性問(wèn)題是不容忽視的。

由于變頻技術(shù)的發(fā)展，我們可以利用交-直-交的變頻調(diào)節(jié)裝置的控制功能很容易地根據(jù)電網(wǎng)采集到的線(xiàn)路電壓波動(dòng)的情況、功率因數(shù)的狀況等、和電網(wǎng)的要求，來(lái)調(diào)節(jié)和控制變頻裝置的頻率、相位角和幅值使之達(dá)到調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)，為弱電網(wǎng)提供無(wú)功能量的要求。

發(fā)電計(jì)劃與調(diào)度

傳統(tǒng)的發(fā)電計(jì)劃基于電源的可靠性以及負(fù)荷的可預(yù)測(cè)性，以這兩點(diǎn)為基礎(chǔ)，發(fā)電計(jì)劃的制定和實(shí)施有了可靠的保證。但是，如果系統(tǒng)內(nèi)含有風(fēng)電場(chǎng)，因?yàn)轱L(fēng)電場(chǎng)出力的預(yù)測(cè)水平還達(dá)不到工程實(shí)用的程度，發(fā)電計(jì)劃的制定變得困難起來(lái)。如果把風(fēng)電場(chǎng)看做負(fù)的負(fù)荷，不具有可預(yù)測(cè)性；如果把它看做電源，可靠性沒(méi)有保證。正因?yàn)槿绱耍斜匾獙?duì)含風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行研究。風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)以后，如果電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式不相應(yīng)地做出調(diào)整和優(yōu)化，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力將不足以跟蹤風(fēng)電功率的大幅度、高頻率的波動(dòng)，系統(tǒng)的電能質(zhì)量和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性將受到顯著影響，這些因素反過(guò)來(lái)會(huì)限制系統(tǒng)準(zhǔn)入的風(fēng)電功率水平，因此有必要對(duì)電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的運(yùn)行方式和控制手段做出適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和調(diào)整，研究隨機(jī)的發(fā)電計(jì)劃算法，以便

正確考慮風(fēng)電的隨機(jī)性和間歇性特性。

第二篇：風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

關(guān)鍵詞:風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng) 發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在最近幾年得到了快速發(fā)展，已經(jīng)成為世界風(fēng)電大國(guó)。在風(fēng)機(jī)主要部件已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)配套的情況之下，控制系統(tǒng)自主配套能力仍然較弱，仍是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)，本文對(duì)造成這一現(xiàn)象的原因進(jìn)行了分析，提出了控制系統(tǒng)下一步還要解決的主要技術(shù)問(wèn)題。

我國(guó)風(fēng)電行業(yè)目前的形勢(shì)

2005年以來(lái)，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)以年均100%的速度快速發(fā)展，到2008年底，我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到了1215萬(wàn)千瓦，占世界風(fēng)電總裝機(jī)容量的10%左右，這是一個(gè)相當(dāng)驚人的增長(zhǎng)。目前，從裝機(jī)容量來(lái)看，我國(guó)已成為亞洲第一、世界第四、風(fēng)電裝機(jī)容量超千萬(wàn)千瓦的風(fēng)電大國(guó)。排在前三位的依次是美國(guó)、德國(guó)和西班牙，其裝機(jī)容量分別為2517萬(wàn)、2390萬(wàn)和1675萬(wàn)千瓦。

需求的快速增長(zhǎng)也帶動(dòng)了我國(guó)風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)的快速發(fā)展。2004年，我國(guó)風(fēng)機(jī)整機(jī)制造企業(yè)僅6家，目前明確進(jìn)入風(fēng)機(jī)整機(jī)制造的企業(yè)已超過(guò)70家，另外還有一些公司正在開(kāi)展進(jìn)入風(fēng)機(jī)整機(jī)制造的前期準(zhǔn)備工作，呈現(xiàn)出“你未唱罷我登場(chǎng)，百家風(fēng)企競(jìng)風(fēng)流”這樣一個(gè)喜憂(yōu)參半的格局。喜的是經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，內(nèi)資和合資企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大、技術(shù)能力不斷增強(qiáng)、市場(chǎng)占有率上升很快。2004年，內(nèi)（合）資企業(yè)和外資企業(yè)占當(dāng)年風(fēng)電新增裝機(jī)的比例分別為25%和75%，而到2008年這一比例正好顛倒了過(guò)來(lái)，內(nèi)（合）資企業(yè)已經(jīng)在風(fēng)電市場(chǎng)上占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。至于這些整機(jī)制造廠(chǎng)家?guī)?dòng)的零部件生產(chǎn)企業(yè)究竟有多少，更是一個(gè)無(wú)法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)的數(shù)字。這些風(fēng)機(jī)整機(jī)制造企業(yè)及零部件企業(yè)的發(fā)展壯大，有力地促進(jìn)了我國(guó)風(fēng)電制造業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模的提高。憂(yōu)的是這70余家風(fēng)機(jī)企業(yè)的技術(shù)水平、生產(chǎn)規(guī)模、服務(wù)能力參差不齊，真正形成規(guī)模、比較有競(jìng)爭(zhēng)能力的還只有寥寥幾家，大多數(shù)企業(yè)對(duì)于未來(lái)面臨的巨大風(fēng)險(xiǎn)都估計(jì)不足，這是我國(guó)目前風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)存在的一個(gè)突出問(wèn)題。從未來(lái)的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)至少將有十多年的黃金發(fā)展期。從世界范圍來(lái)看，美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家為解決能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題，都將大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電作為主要解決方案。在我國(guó)，情況也是如此。2008年底，1215萬(wàn)千瓦的風(fēng)電裝機(jī)容量占我國(guó)電力總裝機(jī)容量的比例還僅為1.5%，預(yù)計(jì)到2020年這一比例將達(dá)到10%左右，即到2020年風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到1.4億千瓦這樣的水平，這是十分可觀的數(shù)字。這表明，從宏觀形勢(shì)來(lái)看，風(fēng)電

行業(yè)大發(fā)展的高潮確實(shí)已經(jīng)到來(lái)。

風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)的重要組成部分，它承擔(dān)著風(fēng)機(jī)監(jiān)控、自動(dòng)調(diào)節(jié)、實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及保證良好的電網(wǎng)兼容性等重要任務(wù)，它主要由監(jiān)控系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)（變頻器）幾部分組成。各部分的主要功能如下：

監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）：監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)狀況的監(jiān)視與啟、停操作，它包括大型監(jiān)控軟件及完善的通訊網(wǎng)絡(luò)。

主控系統(tǒng)：主控系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的主體，它實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)向、自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)并網(wǎng)、自動(dòng)解列、故障自動(dòng)停機(jī)、自動(dòng)電纜解繞及自動(dòng)記錄與監(jiān)控等重要控制、保護(hù)功能。它對(duì)外的三個(gè)主要接口系統(tǒng)就是監(jiān)控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)（變頻器），它與監(jiān)控系統(tǒng)接口完成風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的交換，與變槳控制系統(tǒng)接口完成對(duì)葉片的控制，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及恒速運(yùn)行，與變頻系統(tǒng)（變頻器）接口實(shí)現(xiàn)對(duì)有功功率以及無(wú)功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

變槳控制系統(tǒng)：與主控系統(tǒng)配合，通過(guò)對(duì)葉片節(jié)距角的控制，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及恒速運(yùn)行，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行靈活性。目前來(lái)看，變槳控制系統(tǒng)的葉片驅(qū)動(dòng)有液壓和電氣兩種方式，電氣驅(qū)動(dòng)方式中又有采用交流電機(jī)和直流電機(jī)兩種不同方案。究竟采用何種方式主要取決于制造廠(chǎng)家多年來(lái)形成的技術(shù)路線(xiàn)及傳統(tǒng)。

變頻系統(tǒng)（變頻）器：與主控制系統(tǒng)接口，和發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)連接，直接承擔(dān)著保證供電品質(zhì)、提高功率因素，滿(mǎn)足電網(wǎng)兼容性標(biāo)準(zhǔn)等重要作用。

從我國(guó)目前的情況來(lái)看，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的上述各個(gè)組成部分的自主配套規(guī)模還相當(dāng)不如人意，到目前為止對(duì)國(guó)外品牌的依賴(lài)仍然較大，仍是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)。而風(fēng)機(jī)其它部件，包括葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、軸承等核心部件已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化配套（盡管質(zhì)量水平及運(yùn)行狀況還不能令人滿(mǎn)意），之所以如此，原因主要有：

（1）我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域的起步較晚，尤其是對(duì)兆瓦級(jí)以上大功率機(jī)組變速恒頻控制技術(shù)的研究，更是最近幾年的事情，這比風(fēng)機(jī)技術(shù)先進(jìn)國(guó)家要落后二十年時(shí)間。前已述及，我國(guó)風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè)是從2005年開(kāi)始的最近四年才得到快速發(fā)展的，國(guó)內(nèi)主要風(fēng)機(jī)制造廠(chǎng)家為了快速搶占市場(chǎng)，都致力于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，無(wú)力對(duì)控制系統(tǒng)這樣的技術(shù)含量較高的產(chǎn)品進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)，因此多直接從MITA、Windtec等國(guó)外公司采購(gòu)產(chǎn)品或引進(jìn)技術(shù)。

（2）就風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)本身的要求來(lái)看，確有它的特殊性和復(fù)雜性。從硬件來(lái)講，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)隨風(fēng)機(jī)一起安裝在接近自然的環(huán)境中，工作有較大振動(dòng)、大范圍的溫度變化、強(qiáng)電

磁干擾這樣的復(fù)雜條件下，因此其硬件要求比一般系統(tǒng)要高得多。從軟件來(lái)講，風(fēng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)控制，必須有一套與之相適應(yīng)的完善的控制軟件。主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)和變頻器需要協(xié)同工作才能實(shí)現(xiàn)在較低風(fēng)速下的最大風(fēng)能捕獲、在中等風(fēng)速下的定轉(zhuǎn)速以及在較大風(fēng)速下的恒頻、恒功運(yùn)行，這需要在這幾大部件中有一套先進(jìn)、復(fù)雜的控制算法。國(guó)內(nèi)企業(yè)要完全自主掌握確實(shí)需要一定時(shí)間。

（3）風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)是與風(fēng)機(jī)特性高度結(jié)合的系統(tǒng)，包括主控、變槳和變頻器在內(nèi)的控制軟件不僅算法復(fù)雜，而且其各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定與風(fēng)機(jī)本身聯(lián)系緊密，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的任務(wù)不僅僅是實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)的高度自動(dòng)化監(jiān)控以及向電網(wǎng)供電，而且還必須通過(guò)合適的控制實(shí)現(xiàn)風(fēng)能捕獲的最大化和載荷的最小化，一般的自動(dòng)化企業(yè)即使能研制出樣機(jī)，也很難得到驗(yàn)證，推廣就更加困難。而中小規(guī)模的風(fēng)機(jī)制造商又無(wú)力進(jìn)行這樣的開(kāi)發(fā)。

即便如此，國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)這幾年的努力，已經(jīng)在控制系統(tǒng)主要部件的開(kāi)發(fā)上取得了積極進(jìn)展，已基本形成了自主的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力，所欠缺的主要是產(chǎn)品的大規(guī)模投運(yùn)業(yè)績(jī)以及技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累。比如，作為風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中技術(shù)含量最高的主控系統(tǒng)和變頻器，國(guó)內(nèi)企業(yè)在自主開(kāi)發(fā)上已取得重要進(jìn)展。東方自控經(jīng)過(guò)幾年的努力，已成功開(kāi)發(fā)出DWS5000風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，并已完成各種測(cè)試及風(fēng)機(jī)運(yùn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，基本形成了自主開(kāi)發(fā)能力?？浦Z偉業(yè)也研制出了兆瓦級(jí)機(jī)組的控制系統(tǒng)。在變頻器方面，東方自控、合肥陽(yáng)光、清能華福、科諾偉業(yè)等一批企業(yè)也異軍突起，開(kāi)發(fā)出了大功率雙饋及直驅(qū)機(jī)型的變頻器，產(chǎn)品已有小批量在風(fēng)場(chǎng)投運(yùn)，呈獻(xiàn)出可喜的發(fā)展勢(shì)頭。

隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)所開(kāi)發(fā)風(fēng)機(jī)容量越來(lái)越大，風(fēng)機(jī)控制技術(shù)必須不斷發(fā)展才能滿(mǎn)足這一要求，如葉片的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)、如更大容量的變頻器開(kāi)發(fā)，都是必須不斷解決的新的課題，這里不進(jìn)行詳細(xì)闡述。當(dāng)前，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在我國(guó)電網(wǎng)中所占比例越來(lái)越大，風(fēng)力發(fā)電方式的電網(wǎng)兼容性較差的問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，同時(shí)用戶(hù)對(duì)不同風(fēng)場(chǎng)、不同型號(hào)風(fēng)機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)要求也越來(lái)越高，這也對(duì)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)提出了新的任務(wù)。

（1）采用統(tǒng)一和開(kāi)放的協(xié)議以實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)場(chǎng)、不同廠(chǎng)家和型號(hào)的風(fēng)機(jī)之間的方便互聯(lián)。目前，風(fēng)機(jī)投資用戶(hù)和電網(wǎng)調(diào)度中心對(duì)廣布于不同地域的風(fēng)場(chǎng)之間的聯(lián)網(wǎng)要求越來(lái)越迫切，雖然各個(gè)風(fēng)機(jī)制造廠(chǎng)家都提供了一定的手段實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)互連，但是由于采用的方案不同，不同廠(chǎng)家的風(fēng)機(jī)進(jìn)行互聯(lián)時(shí)還是會(huì)有很多問(wèn)題存在，實(shí)施起來(lái)難度較大。因此，實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)機(jī)之間的方便互聯(lián)是一個(gè)亟待解決的重要課題。

（2）需要進(jìn)一步提高低電壓穿越運(yùn)行能力（LVRT）。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，尤其是雙饋型風(fēng)機(jī)，抵抗電網(wǎng)電壓跌落的能力本身較差。當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，從前的做法是讓風(fēng)機(jī)從電

網(wǎng)切出。當(dāng)風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)中所占比例較小時(shí)，這種做法對(duì)電網(wǎng)的影響還可以忽略不計(jì)。但是，隨著在網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)的數(shù)量越來(lái)越大，尤其是在風(fēng)力發(fā)電集中的地區(qū)，如國(guó)家規(guī)劃建設(shè)的六個(gè)千萬(wàn)千瓦風(fēng)電基地，這種做法會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響，甚至可能進(jìn)一步擴(kuò)大事故。歐洲很多國(guó)家，如德國(guó)、西班牙、丹麥等國(guó)家，早就出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求在這種情況下風(fēng)機(jī)能保持在網(wǎng)運(yùn)行以支撐電網(wǎng)。風(fēng)機(jī)具有的這種能力稱(chēng)為低電壓穿越運(yùn)行能力（LVRT），有的國(guó)家甚至要求當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落至零時(shí)還能保持在網(wǎng)運(yùn)行。我國(guó)也于今年8月由國(guó)家電網(wǎng)公司出臺(tái)了《風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，其中規(guī)定了我國(guó)自己的低電壓穿越技術(shù)要求，明確要求風(fēng)電機(jī)組在并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落至20%額定電壓時(shí)能夠保持并網(wǎng)運(yùn)行625ms、當(dāng)?shù)浒l(fā)生3s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90%時(shí)，風(fēng)電機(jī)組保持并網(wǎng)運(yùn)行的低電壓穿越運(yùn)行要求。應(yīng)該說(shuō)，這還只是一個(gè)初步的、相對(duì)較低的運(yùn)行要求。在今后可能還會(huì)出臺(tái)更為嚴(yán)格的上網(wǎng)限制措施。這些要求的實(shí)現(xiàn)，主要靠控制系統(tǒng)中變頻器算法及結(jié)構(gòu)的改善，當(dāng)然和主控和變槳系統(tǒng)也有密切聯(lián)系。

（3）實(shí)現(xiàn)在功率預(yù)估條件下的風(fēng)電場(chǎng)有功及無(wú)功功率自動(dòng)控制。目前，風(fēng)電機(jī)組都是運(yùn)行在不調(diào)節(jié)的方式，也就是說(shuō)，有多少風(fēng)、發(fā)多少電，這在風(fēng)電所占比例較小的情況下也沒(méi)有多大問(wèn)題。但是，隨著風(fēng)電上網(wǎng)電量的大幅度增加，在用電低谷段往往是風(fēng)機(jī)出力最大的時(shí)段，造成電網(wǎng)調(diào)峰異常困難，電網(wǎng)頻率、電壓均易出現(xiàn)較大波動(dòng)。當(dāng)前，電網(wǎng)對(duì)這一問(wèn)題已相當(dāng)重視，要求開(kāi)展建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)和風(fēng)電出力自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在功率預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上的有功功率和無(wú)功功率控制能力。事際上，這個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)不是一件容易的事情，涉及到很多方面的技術(shù)問(wèn)題。但是，無(wú)論如何說(shuō)，序幕已經(jīng)拉開(kāi)。

發(fā)展展望

從上面的敘述中可以看出，控制系統(tǒng)作為風(fēng)電機(jī)組中最關(guān)鍵的核心零部件，目前仍是國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)，也是國(guó)內(nèi)目前唯一沒(méi)有實(shí)現(xiàn)批量國(guó)產(chǎn)化的部件，其主要原因在第二部分中已經(jīng)分析過(guò)。但是，我們也看到，以東方自控為代表的國(guó)內(nèi)一些企業(yè)，已經(jīng)在包括變頻器在內(nèi)的控制系統(tǒng)的自主研發(fā)方面邁出了重要的步伐，取得了很多成果。因此，預(yù)計(jì)再經(jīng)過(guò)兩到三年時(shí)間，將可實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的全面國(guó)產(chǎn)化配套，并具備如海上風(fēng)機(jī)等更大型風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的自主研發(fā)能力，這樣，風(fēng)機(jī)國(guó)產(chǎn)化的最后一個(gè)瓶頸也將被突破。同時(shí)，借此一角，也呼吁國(guó)內(nèi)的風(fēng)機(jī)用戶(hù)樹(shù)立對(duì)國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)的使用信心，支持國(guó)產(chǎn)化事業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)在服務(wù)支持及備件供應(yīng)方面畢竟有較大的優(yōu)勢(shì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，一定會(huì)給風(fēng)電企業(yè)帶來(lái)良好的回報(bào)。

第三篇：風(fēng)力發(fā)電考試

1.電力系統(tǒng)：用于生產(chǎn)，傳輸，交換，分配，消耗電能的系統(tǒng)：

一次部分：用于能量生產(chǎn)，傳輸，交換，分配，消耗的部分

二次部分：對(duì)一次部分進(jìn)行檢測(cè)，監(jiān)視，控制和保護(hù)的部分

2.風(fēng)電場(chǎng)和常規(guī)電廠(chǎng)的區(qū)別：?jiǎn)螜C(jī)容量??；電能生產(chǎn)比較分散，發(fā)電機(jī)數(shù)目多；輸出的電壓等級(jí)低；類(lèi)型多樣化；功率輸出特性復(fù)雜；并網(wǎng)需要電力電子換流設(shè)備

3.風(fēng)電廠(chǎng)電氣一次系統(tǒng)組成：風(fēng)電機(jī)組；集電系統(tǒng)；升壓站；廠(chǎng)用電系統(tǒng)。

4．變壓器銅損：銅導(dǎo)線(xiàn)存在著電阻，電流流過(guò)消耗一定功率，變?yōu)闊崃?/p>

變壓器鐵損：鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗

5.常用的開(kāi)關(guān)電器：斷路器（切斷電路），隔離開(kāi)關(guān)（在電氣設(shè)備和熔斷器間形成明顯的電壓斷開(kāi)點(diǎn)，運(yùn)行方式改變時(shí)倒閘操作），熔斷絲（有故障電流時(shí)斷開(kāi)電路），接觸器（電路正常開(kāi)合閘，無(wú)法斷開(kāi)故障電路）。

6.集膚效應(yīng)：靠近導(dǎo)體表面處的電流密度大于導(dǎo)體內(nèi)部電流密度的現(xiàn)象。隨電流頻率升高，集膚效應(yīng)使導(dǎo)體的電阻增大，電感減??！

7.電流互感器：串接一次系統(tǒng)，將大電流變?yōu)樾‰娏?/p>

二次開(kāi)路后果：出現(xiàn)的高壓電危機(jī)人身及設(shè)備安全；鐵心中產(chǎn)生大量剩磁；長(zhǎng)時(shí)間作用鐵心過(guò)熱

8.電壓互感器作用:并接一次系統(tǒng)，將高電壓變成低電壓

二次側(cè)短路：引起很大短路電流，造成互感器燒毀

9.電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件：按照正常工作狀態(tài)選擇；按照短路狀態(tài)校驗(yàn)；電氣選擇的環(huán)境因素；環(huán)境保護(hù)

10.電流繼電器和電壓繼電器有何作用？他們?nèi)绾谓尤腚姎庖淮蜗到y(tǒng)?

電流繼電器反應(yīng)一次回路中的電流越限，用于二次系統(tǒng)的保護(hù)回路，用以啟動(dòng)時(shí)間繼電器的動(dòng)作或直接觸發(fā)斷路器分閘。

電流繼電器用于繼電保護(hù)裝置中的過(guò)電壓保護(hù)或欠電壓閉鎖

11.配電裝置的最小凈距：無(wú)論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)，外部過(guò)電壓時(shí)，都不至使空氣間隙被擊穿。

12.A,B,C,D,E類(lèi)安全凈距的具體含義

A1：帶電部分至接地部分之間的最小安全凈距

A2：不同相的帶電導(dǎo)體之間

B1：帶電部分至柵狀遮欄間的距離和可移動(dòng)設(shè)備在移動(dòng)中至帶電裸導(dǎo)體間的距離 B2：帶電部分至網(wǎng)狀遮欄

C：無(wú)遮攔裸導(dǎo)體至地面

D：停電檢修的平行無(wú)遮欄

E：屋內(nèi)配電裝置通向屋外的出線(xiàn)套管中心線(xiàn)

12.雷電類(lèi)型：直擊雷；感應(yīng)雷；球星雷。

13.雷電防護(hù)：避雷針，避雷線(xiàn)，避雷器，避雷帶和避雷網(wǎng)，接地裝置

14.風(fēng)電場(chǎng)防雷性能衡量標(biāo)準(zhǔn)：耐雷水平，雷擊跳閘率

15.變流系統(tǒng)的功能，電力變換，控制功率，控制轉(zhuǎn)矩，調(diào)節(jié)功率因素

第四篇：風(fēng)力發(fā)電報(bào)告

國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

風(fēng)能是一種可再生的清潔能源。近30年來(lái)，國(guó)際上在風(fēng)能的利用方面，無(wú)論是理論研究還是應(yīng)用研究都取得了重大進(jìn)步。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日臻完善，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)額定功率最大已經(jīng)到5MW，葉輪直徑達(dá)到126m。截止2005年世界裝機(jī)容量已達(dá)58,982MW，風(fēng)力發(fā)電量占全球電量的1%。中國(guó)成為亞洲風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)者之一，其總裝機(jī)容量居世界第8位，2005年新增裝機(jī)容量居世界第6位。今后，國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度將明顯加快。引

言

風(fēng)是最常見(jiàn)的自然現(xiàn)象之一，是太陽(yáng)對(duì)地球表面不均衡加熱而引起的“空氣流動(dòng)”，流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能稱(chēng)之為風(fēng)能。因此，風(fēng)能是一種廣義的太陽(yáng)能。據(jù)世界氣象組織（WMO）和中國(guó)氣象局氣象科學(xué)研究院分析，地球上可利用的風(fēng)能資源為200億kW，是地球上可利用水能的20倍。中國(guó)陸地10m高度層可利用的風(fēng)能為2.53億kW，海上可利用的風(fēng)能是陸地上的3倍，50m高度層可利用的風(fēng)能是10m高度層的2倍，風(fēng)能資源非常豐富。

風(fēng)能是一種技術(shù)比較成熟、很有開(kāi)發(fā)利用前景的可再生能源之一[1]。風(fēng)能的利用方式不僅有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水，而且還有風(fēng)力致熱、風(fēng)帆助航等。因此，開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能對(duì)世界各國(guó)科技工作者具有極強(qiáng)的魅力，從而喚起了世界眾多的科學(xué)家致力于風(fēng)能利用方面的研究。在本文中，將對(duì)國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行論述。風(fēng)力發(fā)電基本知識(shí)

2.1 風(fēng)能的計(jì)算公式

空氣運(yùn)動(dòng)具有動(dòng)能。風(fēng)能是指風(fēng)所具有的動(dòng)能。如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪的斷面積為A，則當(dāng)風(fēng)速為V的風(fēng)流經(jīng)葉輪時(shí)，單位時(shí)間風(fēng)傳遞給葉輪的風(fēng)能為

（1）

其中：?jiǎn)挝粫r(shí)間質(zhì)量流量m=ρAV

（2）

在實(shí)際中，式中：

PW—每秒空氣流過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪斷面面積的風(fēng)能，即風(fēng)能功率，W；

（3）Cp—葉輪的風(fēng)能利用系數(shù)；

?m—齒輪箱和傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率，一般為0.80—0.95，直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)為1.0； ?e—發(fā)電機(jī)效率，一般為0.70—0.98； ?—空氣密度，kg/m3；

A—風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)一周所掃過(guò)的面積，m2； V—風(fēng)速，m/s。

2.2 貝茨（Betz）理論

第一個(gè)關(guān)于風(fēng)輪的完整理論是由德國(guó)哥廷根研究所的A·貝茨于1926年建立的。

貝茨假定風(fēng)輪是理想的，也就是說(shuō)沒(méi)有輪轂，而葉片數(shù)是無(wú)窮多，并且對(duì)通過(guò)風(fēng)輪的氣流沒(méi)有阻力。因此這是一個(gè)純粹的能量轉(zhuǎn)換器。此外還進(jìn)一步假設(shè)氣流在整個(gè)風(fēng)輪掃掠面上的氣流是均勻的，氣流速度的方向無(wú)論在風(fēng)輪前后還是通過(guò)時(shí)都是沿著風(fēng)輪軸線(xiàn)的。

通過(guò)分析一個(gè)放置在移動(dòng)空氣中的“理想”風(fēng)輪得出風(fēng)輪所能產(chǎn)生的最大功率為

—空氣密度，kg/m3；

（4）

式中：Pmax—風(fēng)輪所能產(chǎn)生的最大功率；

A—風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)一周所掃過(guò)的面積，m2； V—風(fēng)速，m/s。

這個(gè)表達(dá)式稱(chēng)為貝茨公式。其假定條件是風(fēng)速與風(fēng)輪軸方向一致并在整個(gè)風(fēng)輪掃掠面上是均勻的[2]。將(4)式除以氣流通過(guò)掃掠面A時(shí)風(fēng)所具有的動(dòng)能，可推得風(fēng)力機(jī)的理論最大效率

（5）

(5)式即為有名的貝茲（Betz）理論的極限值。它說(shuō)明，風(fēng)力機(jī)從自然風(fēng)中所能索取的能量是有限的，其功率損失部分可以解釋為留在尾流中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。

能量的轉(zhuǎn)換將導(dǎo)致功率的下降，它隨所采用的風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的型式而異，因此，風(fēng)力機(jī)的實(shí)際風(fēng)能利用系數(shù)Cp<0.593[3]。

2.3 溫度、大氣壓力和空氣密度

通過(guò)溫度計(jì)和氣壓計(jì)測(cè)試出實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的環(huán)境溫度和大氣壓，由下式計(jì)算出空氣密度。

（6）

式中：ρ—空氣密度，kg/m3； h—當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，Pa； t—溫度，℃。

從空氣密度公式可以看出，空氣密度的大小與大氣壓力、溫度有關(guān)。

2.4 風(fēng)力機(jī)的主要組成

1)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

小型水平軸風(fēng)力機(jī)主要組成部分有：風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、塔架、調(diào)向機(jī)構(gòu)、蓄能系統(tǒng)、逆變器等。（1）風(fēng)輪 風(fēng)輪是風(fēng)力機(jī)從風(fēng)中吸收能量的部件，其作用是把空氣流動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪是由1~3個(gè)葉片組成的。葉片的結(jié)構(gòu)形式多樣，材料因風(fēng)力機(jī)型號(hào)和功率大小而定，如木心外蒙玻璃鋼葉片、玻璃纖維增強(qiáng)塑料樹(shù)脂葉片等。

（2）發(fā)電機(jī)

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，已采用的發(fā)電機(jī)有3種，即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)多采用同步或異步交流發(fā)電機(jī)，發(fā)出的交流電通過(guò)整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電。

（3）塔架

塔架用于支撐 發(fā)電機(jī)和調(diào)向機(jī)構(gòu)等。因風(fēng)速隨離地面的高度增加而增加，塔架越高，風(fēng)輪單位面積捕捉的風(fēng)能越多，但造價(jià)、安裝費(fèi)等也隨之加大。

（4）調(diào)向機(jī)構(gòu)

垂直軸風(fēng)力機(jī)可接受任何方向吹來(lái)的風(fēng)，因此不需要調(diào)向機(jī)構(gòu)。對(duì)于水平軸風(fēng)力機(jī)，為了得到最高的風(fēng)能利用效率，應(yīng)用風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)面經(jīng)常對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向，需要對(duì)風(fēng)裝置。常用的調(diào)向機(jī)構(gòu)主要有尾舵、舵輪、電動(dòng)對(duì)風(fēng)裝置。

（5）限速機(jī)構(gòu)

當(dāng)風(fēng)速高于風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)風(fēng)速時(shí)，為了防止葉片損壞，需要對(duì)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。（6）貯能裝置

貯能裝置對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的小型風(fēng)力機(jī)是十分重要的。其貯能方式有熱能貯能、化學(xué)能貯存。（7）逆變器

用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以滿(mǎn)足交流電氣設(shè)備用電的要求。2)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由兩大部分組成：氣動(dòng)機(jī)械部分和電氣部分。氣動(dòng)機(jī)械部分包括風(fēng)輪、低速軸、增速齒輪箱、高速軸，其功能是驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。電氣部分包括異步發(fā)電機(jī)、電力電子變頻器、變壓器和電網(wǎng)，其功能是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為頻率恒定的電能。近年來(lái)，又研制成功了直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（無(wú)增速齒輪箱）。風(fēng)力機(jī)與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

3.1 風(fēng)力機(jī)與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展史

風(fēng)能，是人類(lèi)最早使用的能源之一。遠(yuǎn)在公元前2000年，埃及、波斯等國(guó)已出現(xiàn)帆船和風(fēng)磨，中世紀(jì)荷蘭與美國(guó)已有用于排灌的水平軸風(fēng)車(chē)。我國(guó)是世界上最早利用風(fēng)能的國(guó)家之一，早在距今1800年前，我國(guó)就有風(fēng)力提水的記載。1890年丹麥的P·拉庫(kù)爾研制成功了風(fēng)力發(fā)電機(jī)，1908年丹麥已建成幾百個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電站。自二十世紀(jì)初至二十世紀(jì)六十年代末，一些國(guó)家對(duì)風(fēng)能資源的開(kāi)發(fā)，尚處于小規(guī)模的利用階段[4]。

隨著大型水電、火電機(jī)組的采用和電力系統(tǒng)的發(fā)展，1970年以前研制的中、大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因造價(jià)高和可靠性差而逐漸被淘汰，到二十世紀(jì)六十年代末相繼都停止了運(yùn)轉(zhuǎn)。這一階段的試驗(yàn)研究表明，這些中、大型機(jī)組一般在技術(shù)上還是可行的，它為二十世紀(jì)七十年代后期的大發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1980年以來(lái)，國(guó)際上風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)日益走向商業(yè)化。主要機(jī)組容量有300kW、600kW、750kW、850kW、1MW、2MW。1991年丹麥在Vindeby建成了世界上第一個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)，由11臺(tái)丹麥Bonus 450kW單機(jī)組成，總裝機(jī)4.95MW。隨后荷蘭、瑞典、英國(guó)相繼建成了自己的海上風(fēng)電場(chǎng)。

目前，已經(jīng)備離岸風(fēng)力發(fā)電設(shè)備商業(yè)生產(chǎn)能力的廠(chǎng)家，主要有丹麥的Vestas（包括被其整合的NEG-Micon），美國(guó)的GE風(fēng)能，德國(guó)的Nordex、Repower、Pfleiderer/Prokon、Bonus和德國(guó)著名的Enercon公司。單機(jī)額定功率覆蓋范圍從2MW、2.3MW、3.6MW、4.2MW、4.5MW到5MW。葉輪直徑從80m、82.4m、100m、110m、114m、116m到126m。

3.2 風(fēng)力機(jī)的種類(lèi)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，鑒于風(fēng)力發(fā)電機(jī)種類(lèi)繁多，因此分類(lèi)法也是多種。按葉片數(shù)量分，單葉片，雙葉片，三葉片，四葉片和多葉片；按主軸與地面的相對(duì)位置分，水平軸、垂直軸(立軸)式；按槳葉工作原理分，升力型、阻力型。目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)三葉片水平軸類(lèi)型居多。

水平軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行，如圖1所示；垂直軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或氣流方向，如圖2所示。國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

4.1 世界風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

目前，中、大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已在世界上40多個(gè)國(guó)家陸地和近海并網(wǎng)運(yùn)行，風(fēng)電增長(zhǎng)率比其它電源增長(zhǎng)率高的趨勢(shì)仍然繼續(xù)。如表1所示，截止2005年12月31日世界裝機(jī)容量已達(dá)58,982MW，年裝機(jī)容量為11,310MW，增長(zhǎng)率為24%；風(fēng)力發(fā)電量占全球電量的1%，部分國(guó)家及地區(qū)已達(dá)20%甚至更多。2005年世界風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量最多的十個(gè)國(guó)家見(jiàn)表2，前十名合計(jì)51750.9MW，約占世界總裝機(jī)容量的87.7%。

2005年國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)份額的分布多樣化進(jìn)程呈持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)：有11個(gè)國(guó)家的裝機(jī)容量已高于1,000MW，其中7個(gè)歐洲國(guó)家（德國(guó)、西班牙、意大利、丹麥、英國(guó)、荷蘭、葡萄牙），3個(gè)亞洲國(guó)家（印度、中國(guó)、日本），還有美國(guó)。亞洲正成為發(fā)展全球風(fēng)電的新生力量，其增長(zhǎng)率為48%[5]。

2002年歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)（EWEA）與綠色和平組織（Greenpeace International）發(fā)表了一份標(biāo)題為“風(fēng)力 12（Wind Force 12）”的報(bào)告，勾畫(huà)了風(fēng)電在2020年達(dá)到世界電量12%的藍(lán)圖。報(bào)告聲明這份文件不是預(yù)測(cè)，而是從世界風(fēng)能資源、世界電力需求的增長(zhǎng)和電網(wǎng)容量、風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)和潛在的增長(zhǎng)率、與核電和大水電等其他電源技術(shù)發(fā)展歷程的比較以及減排CO2等溫室氣體的要求，論證了風(fēng)電達(dá)到世界電量12%的可能性。報(bào)告還指出中國(guó)2020年風(fēng)電裝機(jī)有可能達(dá)到1.7億千瓦[6]、[7]。

國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

根據(jù)國(guó)家氣象科學(xué)院的估算[8]，我國(guó)陸地地面10米高度層風(fēng)能的理論可開(kāi)發(fā)量為32億kW，實(shí)際可開(kāi)發(fā)量為2.53億kW。海上風(fēng)能可開(kāi)發(fā)量是陸地風(fēng)能儲(chǔ)量的3倍。內(nèi)蒙古 實(shí)際可開(kāi)發(fā)量

0.618億kW 西藏

實(shí)際可開(kāi)發(fā)量

0.408億kW 新疆

實(shí)際可開(kāi)發(fā)量

0.343億kW 青海

實(shí)際可開(kāi)發(fā)量

0.242億kW 黑龍江

實(shí)際可開(kāi)發(fā)量

0.172億kW

2005年中國(guó)除臺(tái)灣省外新增風(fēng)電機(jī)組592臺(tái)，裝機(jī)容量50.3萬(wàn)kW。與2004年當(dāng)年新增裝機(jī)19.8萬(wàn)kW相比，2005年當(dāng)年新增裝機(jī)增長(zhǎng)率為254%。

截至2005年底，中國(guó)除臺(tái)灣省外累計(jì)風(fēng)電機(jī)組1864臺(tái)，裝機(jī)容量126.6萬(wàn)kW，風(fēng)電場(chǎng)62個(gè)。分布在15個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)、特別行政區(qū)），它們按裝機(jī)容量排序如表3所示。與2004年累計(jì)裝機(jī)76.4萬(wàn)kW相比，2005年累計(jì)裝機(jī)增長(zhǎng)率為65.6%。2005年風(fēng)電上網(wǎng)電量約15.3億kW.h[9]。

中國(guó)“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目“大功率風(fēng)電機(jī)組研制與示范”支持1.5~2.5MW、2.5MW以上雙饋式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的研制；1.5~2.5MW、2.5MW以上直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的研制；1.5MW以上風(fēng)電機(jī)組葉片、齒輪箱、雙饋式發(fā)電機(jī)、直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)的研制及產(chǎn)業(yè)化；1.5MW以上雙饋式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及變流器、直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及變流器的研制及產(chǎn)業(yè)化；近海風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)的研究；近海風(fēng)電機(jī)組安裝及維護(hù)專(zhuān)用設(shè)備的研制；大型風(fēng)電機(jī)組相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定及風(fēng)電技術(shù)發(fā)展分析等16個(gè)課題的研究[10]?！笆晃濉蹦覈?guó)風(fēng)電技術(shù)的自主研發(fā)能力將接近世界前沿水平。

4.3小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

4.3.1小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀

作為農(nóng)村可再生能源主要支柱之一的小型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)在2005得到長(zhǎng)足的發(fā)展，從事小型風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的開(kāi)發(fā)、研制、生產(chǎn)單位達(dá)到70家。據(jù)23個(gè)生產(chǎn)企業(yè)報(bào)表統(tǒng)計(jì)，2005年共生產(chǎn)30kW以下獨(dú)立運(yùn)行的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組共33,253臺(tái)，比上年增長(zhǎng)34.4%，其中200W、300W、500W機(jī)組共生產(chǎn)24,123臺(tái)，占全年總產(chǎn)量的72.5%；15個(gè)單位共出口小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組5,884臺(tái)，比上年增長(zhǎng)40.7%，創(chuàng)匯282.7萬(wàn)美元，主要出口到菲律賓、越南等24個(gè)國(guó)家和地區(qū)。并且，由于汽油、柴油、煤油價(jià)格飛漲，且供應(yīng)渠道不暢通，內(nèi)陸、江湖、漁船、邊防哨所、部隊(duì)、氣象站和微波站等使用柴油發(fā)電機(jī)的用戶(hù)逐步改用風(fēng)力發(fā)電機(jī)或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。

4.3.2 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

1)由于廣大農(nóng)牧民生活水平提高、用電量不斷增加，因此小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)功率在繼續(xù)提高，50W機(jī)組不再生產(chǎn)，100W、150W機(jī)組產(chǎn)量逐年下降，而200W、300W、500W和1kW機(jī)組逐年增加，占總年產(chǎn)量的80%。

2)由于廣大農(nóng)民迫切希望不間斷用電，因此“風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)”的推廣應(yīng)用明顯加快，并向多臺(tái)組合式發(fā)展，成為今后一段時(shí)間的發(fā)展方向。

3)隨著國(guó)家《可再生能源法》及《可再生能源產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》的制定，相繼還會(huì)有多種配套措施及稅收優(yōu)惠扶植政策出臺(tái)，必將提高生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)積極性，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4)目前我國(guó)尚有2.8萬(wàn)個(gè)村、700萬(wàn)戶(hù)、2,800萬(wàn)人口沒(méi)有用上電，且分散居住在邊遠(yuǎn)山區(qū)、農(nóng)牧區(qū)、常規(guī)電網(wǎng)很難達(dá)到，有關(guān)專(zhuān)家分析700萬(wàn)無(wú)電用戶(hù)中、300萬(wàn)戶(hù)可用微水電解決用電，而400萬(wàn)戶(hù)可以用小型風(fēng)力發(fā)電或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電，滿(mǎn)足農(nóng)牧民用電需要[11]。4.3.3濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)新能源技術(shù)研究所研制，已獲得中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)：ZL94244155.9）。該型風(fēng)電機(jī)組將稀薄的風(fēng)能經(jīng)濃縮風(fēng)能裝置加速、整流和均勻化后驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)發(fā)電，從而提高了風(fēng)能的能流密度，降低了自然風(fēng)的湍流度，改善了風(fēng)能的不穩(wěn)定等弱點(diǎn)，提高了風(fēng)能品位，降低了風(fēng)電度電成本。該風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有的切入風(fēng)速低、發(fā)電量大、噪音低、安全性高、壽命長(zhǎng)、度電成本低等特點(diǎn)。濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可獨(dú)立運(yùn)行、風(fēng)光互補(bǔ)運(yùn)行、多機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行和并入低壓電網(wǎng)運(yùn)行。現(xiàn)已研制開(kāi)發(fā)的系列產(chǎn)品有200W、300W、600W、1kW、2kW等機(jī)組。濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)過(guò)中試后，可以向中、大型機(jī)組發(fā)展。這種新型風(fēng)電技術(shù)在中國(guó)和世界的應(yīng)用，將有效地提高風(fēng)電系統(tǒng)的供電水平和質(zhì)量，有效地利用低品位的風(fēng)能，提高風(fēng)電商品競(jìng)爭(zhēng)力，具有重要的經(jīng)濟(jì)益和生態(tài)環(huán)保效益[12]。結(jié)

論

在今后的20年內(nèi)，國(guó)際上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)將是增長(zhǎng)速度最快的產(chǎn)業(yè)，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也將進(jìn)入快速發(fā)展的黃金時(shí)期；在中國(guó)，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量增長(zhǎng)速度將明顯加快，令世界矚目，離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)展的地域廣、潛力大，裝機(jī)總?cè)萘孔罱K將超過(guò)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

田德，吉林松原人，1958年8月生。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)教授，華北電力大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。1985年赴日本留學(xué)，1992年9月獲得日本明星大學(xué)電氣工程學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)任中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)理事、中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì)理事、《太陽(yáng)能學(xué)報(bào)》編委、全國(guó)“百千萬(wàn)人才工程”第一、二層次人選。享受?chē)?guó)務(wù)院政府特殊津貼。省級(jí)中青年突貢專(zhuān)家。省級(jí)優(yōu)秀留學(xué)回國(guó)人員。主持完成的項(xiàng)目獲內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，已獲得中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利1項(xiàng)。正申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)。發(fā)表研究論文50余篇，多篇被EI收錄。主持完成和正在主持的科研項(xiàng)目有：3項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目、3項(xiàng)國(guó)際合作項(xiàng)目、1項(xiàng)國(guó)家“十一五”科技攻關(guān)項(xiàng)目、9項(xiàng)省部級(jí)項(xiàng)目、3項(xiàng)橫向項(xiàng)目?，F(xiàn)從事離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和可再生能源利用的研究。

[參考文獻(xiàn)] [1]賀德馨.2020年中國(guó)的科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究[J].科技和產(chǎn)業(yè),2004,4(1):36.[2][法]D·勒古里雷斯(著),施鵬飛(譯).風(fēng)力機(jī)的理論與設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987:31~33.[3]葉杭冶.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006:11~13.[4]陳云程,陳孝耀,朱成名,等.風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1990:1~11,48~51 [5]世界風(fēng)能協(xié)會(huì).2005年全球風(fēng)能統(tǒng)計(jì)[J].中國(guó)風(fēng)能，2006（1）：17~20

[6] The European Wind Energy Association, Greenpeace International.Wind Force 12.2002.http://，2006.12.17.[11]李德孚.2005年小型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國(guó)風(fēng)能,2006,(2):9～11 [12]田

德,王海寬，韓巧麗.濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究與進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)(增刊)，中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)第七次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2003,19:177～181.

第五篇：風(fēng)力發(fā)電簡(jiǎn)介（定稿）

廣州綠欣風(fēng)力發(fā)電機(jī)提供更多綠色環(huán)保服務(wù)請(qǐng)登錄查詢(xún)

風(fēng)力發(fā)電簡(jiǎn)介

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×109MW，其中可利用的風(fēng)能為2×107MW，比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風(fēng)很早就被人們利用--主要是通過(guò)風(fēng)車(chē)來(lái)抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們感興趣的是如何利用風(fēng)來(lái)發(fā)電。

風(fēng)是一種潛力很大的新能源，人們也許還記得，十八世紀(jì)初，橫掃英法兩國(guó)的一次狂風(fēng)力發(fā)電圖暴大風(fēng)，吹毀了四百座風(fēng)力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬(wàn)株大樹(shù)連根拔起。僅就拔樹(shù)一事而論，風(fēng)[1]在數(shù)秒鐘內(nèi)就發(fā)出了一千萬(wàn)馬力(即750萬(wàn)千瓦;一馬力等于0.75千瓦)的功率!有人估計(jì)過(guò)，地球上可用來(lái)發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國(guó)內(nèi)外都很重視利用風(fēng)力來(lái)發(fā)電，開(kāi)發(fā)新能源。

利用風(fēng)力發(fā)電的嘗試，早在本世紀(jì)初就已經(jīng)開(kāi)始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國(guó)應(yīng)用航空工業(yè)的旋翼技術(shù)，成功地研制了一些小型風(fēng)力發(fā)電裝置。這種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，廣泛在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用，它所獲得的電力成本比小型內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電成本低得多。不過(guò)，當(dāng)時(shí)的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下。

目前，據(jù)了解，國(guó)外已生產(chǎn)出15，40，45，100，225千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)了。1978年1月，美國(guó)在新墨西哥州的克萊頓鎮(zhèn)建成的200千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片直徑為38米，發(fā)電量足夠60戶(hù)居民用電。而1978年初夏，在丹麥日德蘭半島西海岸投入運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電裝置，其發(fā)電量則達(dá)2000千瓦，風(fēng)車(chē)高57米，所發(fā)電量的75%送入電網(wǎng)，其余供給附近的一所學(xué)校用。

1979年上半年，美國(guó)在北卡羅來(lái)納州的藍(lán)嶺山，又建成了一座世界上最大的發(fā)電用的風(fēng)車(chē)。這個(gè)風(fēng)車(chē)有十層樓高，風(fēng)車(chē)鋼葉片的直徑60米;葉片安裝在一個(gè)塔型建筑物上，因此風(fēng)車(chē)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)并從任何一個(gè)方向獲得電力;風(fēng)力時(shí)速在38公里以上時(shí)，發(fā)電能力也可達(dá)2000千瓦。由于這個(gè)丘陵地區(qū)的平均風(fēng)力時(shí)速只有29公里，因此風(fēng)車(chē)不能全部運(yùn)動(dòng)。據(jù)估計(jì)，即使全年只有一半時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，它就能夠滿(mǎn)足北卡羅來(lái)納州七個(gè)縣1%到2%的用電需要。

風(fēng)力發(fā)電如何利用風(fēng)力來(lái)發(fā)電資料參考：