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1、現(xiàn)代裝備制造工程系畢業(yè)論文風能和風力發(fā)電技術Ⅰ目錄摘要Ⅰ第1章風力發(fā)電的現(xiàn)狀背景41.1、風力發(fā)電的現(xiàn)狀41.2、風力發(fā)電的潛力5第2章風力發(fā)電類型特點72.1風力發(fā)電特點72.2風能發(fā)電優(yōu)缺點72.3風力發(fā)電結構7第3章發(fā)電機主要類型103.1恒速風力發(fā)電機103.2有限變速風力發(fā)電機103.3變速風力發(fā)電機10第4章風力發(fā)電控制技術124.1變槳距風力發(fā)電技術124.2風力發(fā)電系統(tǒng)控制124.3不同發(fā)電機的比較13第5章發(fā)展趨勢建議15第6章總結16參考文獻17致謝18Ⅰ摘要風能是太陽能的一種轉換形式,是一種重要的自然能源。太陽照射到地球表
2、面,地球表面各處受熱不同,產生溫差,從而引起大氣的對流運動形成風。據(jù)估計到達地球的太陽能中雖然只有大約2%轉化為風能,但其總量仍是十分可觀的。全球的風能約為2.74×109MW,其中可利用的風能為2×107MW,比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風能作為一種無污染、可再生的綠色能源,它對于解決全球性的能源危機和環(huán)境危機有著重要的意義。因此,風力發(fā)電成為各國學者研究的重點。風力發(fā)電的原理是利用風帶動風車葉片旋轉,再通過增速器將轉速提高促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風車技術,大約3m/s的微風速度便可以開始發(fā)電。風力發(fā)電的原理是最簡單的風力風力
3、發(fā)電機可由葉片和發(fā)電機兩部分構成,空氣流動作用在葉輪上,將動能轉化為機械能,從而推動葉片旋轉如果將葉輪的轉軸與發(fā)電機的轉軸相連,就會帶動發(fā)電機發(fā)電,從而產生電能。關鍵詞:風能,風力發(fā)電;ⅠⅠ第1章風力發(fā)電的現(xiàn)狀背景自然界的風是可以利用的資源,然而我們現(xiàn)在還沒有很好的對它進行開發(fā)。這就向我們提出了一個課題:我們如何開發(fā)利用風能?自然風的速度和方向是隨機變化的,風能具有不確定特點,如何使風力發(fā)電機的輸出功率穩(wěn)定,是風力發(fā)電技術的一個重要課題。迄今為止,已提出了多種改善風力品質的方法,例如采用變轉速控制技術,可以利用風輪的轉動慣量平滑輸出功率。由于變
4、轉速風力發(fā)電組采用的是電力電子裝置,當它將電能輸出輸送給電網時,會產生變化的電力協(xié)波,并使功率因素惡化。因此,為了滿足在變速控制過程中良好的動態(tài)特性,并使發(fā)電機向電網提供高品質的電能,發(fā)電機和電網之間的電力電子接口應實現(xiàn)以下功能:一,在發(fā)電機和電網上產生盡可能低的協(xié)波電波;二,具有單位功率因素或可控的功率因素;三,使發(fā)電機輸出電壓適應電網電壓的變化;四,向電網輸出穩(wěn)定的功率;五,發(fā)電機磁轉距可控。此外,當電網中并入的風力電量達到一定程度,會引起電壓不穩(wěn)定。特別是電網發(fā)生短時故障時,電壓突降,風力發(fā)電機組就無法向電網輸送能量,最終由于保護動作而從
5、電網解列。在風能占較大比例的電網中,風力發(fā)電機組的突然解列,會導致電網的不穩(wěn)定。因此,用合理的方法使風力發(fā)電機組電功率平穩(wěn)具有非常重要的意義。據(jù)世界氣象組織(WMO)和中國氣象局氣象科學研究院分析,地球上可利用的風能資源為200億KW,是地球上可利用水能的20倍。中國陸地10m高度層可利用的風能為2.53億KW,海上可利用的風能是陸地上的三倍,50M高度層次可利用的風能是10m高度層是2倍。風能資源非常豐富。按照《中國新能源發(fā)電發(fā)展研究報告》規(guī)劃,未來新能源發(fā)電將快速發(fā)展。其中規(guī)劃2015和2020年風電裝機為別為1億千瓦和1.8億千瓦。相比2
6、011年并網風電4505.11萬千瓦,裝機容量起碼翻倍.1.1、風力發(fā)電的現(xiàn)狀1521世紀是可再生能源的世紀,由于風能非常豐富、價格非常便宜、能源不會枯竭,又可以在很大范圍內取得,非常干凈、沒有污染,不會對氣候造成影響,因而風力發(fā)電具有極大的推廣價值。在中國,風能資源豐富的地區(qū)主要集中在北部、西北和東北的草原、戈壁灘以及東部、東南部的沿海地帶和島嶼上。這些地區(qū)缺少煤炭及其他常規(guī)能源,并且冬春季節(jié)風速高,雨水少;夏季風速小,降雨多,風能和水能具有非常好的季節(jié)補償。另外,在中國內陸地區(qū),由于特殊的地理條件,有些地區(qū)具有豐富的風能資源,適合發(fā)展風電,
7、比如江西省都陽湖地區(qū)以及湖北省通山地區(qū)。目前我國的風能利用方面與國際水平還在一定差距,但是發(fā)展很快,無論在發(fā)展規(guī)模上還是發(fā)展水平上,都有很大提高。據(jù)資料顯示,2004年全國在建項目的裝機容量約150萬千瓦,其中正在施工的約42萬千瓦,可研批復的68萬千瓦,項目建議書批復的45萬千瓦,包括五個10萬千瓦特許權項目。風電和水電具有不同步發(fā)生規(guī)律,風力發(fā)電高峰處于秋季與冬季,水利發(fā)電高峰期處于春季和夏季,風電和水電具有季節(jié)性特性,可實現(xiàn)季節(jié)性互補;風力發(fā)電是環(huán)保型可再生能源,可改善電源結構,替代一部分火電容量,節(jié)約煤炭,減少污染,保護環(huán)境。據(jù)初步測算
8、,目前風電場造價成本約為8000~9000元/KW,機組(設備)占75%左右,基礎設施占20%,其它占5%。風能利用小時數(shù)在2700~3200小時,其