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1、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)一，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢，現(xiàn)狀及前景二，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的原理方法及分類三，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)簡介風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢，現(xiàn)狀及前景1，風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢a，安全、清結(jié)、無污染--基本不破壞人類的生活環(huán)境，同時(shí)緩解諸如傳統(tǒng)能源日益緊缺等問題風(fēng)力發(fā)電使人類向文明又邁進(jìn)了一步。b，風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。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，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。中國風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量就有約2.53億千瓦。c，我國風(fēng)力資源豐富，具
2、有開發(fā)風(fēng)力發(fā)電的巨大潛力；d，可再生，清潔無污染。常規(guī)的石化能源是有限的，而風(fēng)能幾乎是取之不盡，用之不竭。e，建設(shè)工期短，自動(dòng)化程度高。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備具有模塊化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和安裝簡單，單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)輸和安裝時(shí)間僅需幾個(gè)星期，可多臺(tái)同時(shí)安裝，互不干擾，且安裝一臺(tái)即可投產(chǎn)一臺(tái)。f,技術(shù)逐漸成熟，發(fā)電成本降低。據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)2004年統(tǒng)計(jì)[8]，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單位kW的造價(jià)已經(jīng)降到900歐元，單位發(fā)電成本為3～5歐分/kWh。2，風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀利用風(fēng)能發(fā)電始于19世紀(jì)末，到上世紀(jì)80年代通過建立大型風(fēng)力發(fā)電場來大規(guī)模利用風(fēng)能，風(fēng)
3、力發(fā)電運(yùn)行技術(shù)及并網(wǎng)研究也得到較大發(fā)展。自90年代以來，風(fēng)力發(fā)電容量以每年平均22%的速度增長，近五年的增長速度為35%~50%，在各種發(fā)電方式中風(fēng)力發(fā)電量增長速度居于首位。下圖是世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康陌l(fā)展趨勢圖，可以看出，風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘吭?999年后上升很快，總裝機(jī)容量每年都在20%以上的速度增長，2004年年底達(dá)47.317GW。世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康陌l(fā)展趨勢圖與此同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電在全球總發(fā)電量中所占的份額也在不斷增加，歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)制定的風(fēng)能發(fā)展計(jì)劃中預(yù)計(jì)到2020年風(fēng)力發(fā)電占到全球發(fā)電總量的11.81%。風(fēng)力發(fā)電在一些風(fēng)能資
4、源利用較好的國家，如丹麥和德國，已經(jīng)占到總發(fā)電量的10％和5.3％。2002年，歐洲風(fēng)力發(fā)電已占總發(fā)電量的2%。到2002年底，全世界并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到31127MW，2003年已達(dá)到全球發(fā)電總量的0.49%。3，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展隨著科技的發(fā)展及電力電子技術(shù)的房展和現(xiàn)代控制技術(shù)的引入，人們對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)存在的問題提出了很多改進(jìn)方法，將模糊控制理論，變結(jié)構(gòu)控制與魯棒控制，自適應(yīng)PID控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論等各種各樣的控制理論引入了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，從而大大優(yōu)化了發(fā)電機(jī)組的性能。而隨著并網(wǎng)機(jī)組需求持續(xù)增長，生產(chǎn)量上升，機(jī)組更新?lián)Q代，單
5、機(jī)容量提高，機(jī)組性能優(yōu)化，故障降低，生產(chǎn)成本會(huì)越來越低，風(fēng)電必將具備與常規(guī)能源競爭的能力。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的原理方法及分類風(fēng)力發(fā)電的利用方式主要有二：一類是獨(dú)立運(yùn)行的供電系統(tǒng)，單機(jī)容量一般為0.1~10KW；另一類是作為常規(guī)電網(wǎng)電源，商業(yè)化機(jī)組單機(jī)容量主要為150~2000Kw,其中，大功率風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電是高效大規(guī)模利用風(fēng)能最經(jīng)濟(jì)的方式，已成為當(dāng)今世界風(fēng)力利用的主要形式。風(fēng)力發(fā)電流程是：自然風(fēng)吹轉(zhuǎn)葉輪，帶動(dòng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后通過傳動(dòng)結(jié)構(gòu)將機(jī)械能送至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)由機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)換，最后風(fēng)力發(fā)電場將電能
6、通過區(qū)域變電站注入電網(wǎng)。其能量轉(zhuǎn)換過程是：風(fēng)能—>機(jī)械能—>電能。就目前應(yīng)用范圍來講，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般按調(diào)節(jié)方式和運(yùn)行方式可以分為恒速恒頻、變速恒頻兩種類型。恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速附近運(yùn)行，滑差變化范圍很小，發(fā)電機(jī)輸出頻率變化也很小，所以稱為恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。變速恒頻方式通過控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能使風(fēng)力機(jī)的葉尖速比(tipspeedratio)接近最佳值，從而最大限度的利用風(fēng)能，提高風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行效率。恒速恒頻和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如下圖單就風(fēng)力機(jī)的調(diào)節(jié)方式而言，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)又分為:定槳距失速調(diào)節(jié)型和變槳距調(diào)節(jié)型兩種。
7、定槳距變槳距定槳距風(fēng)力機(jī)與變槳距風(fēng)力機(jī)輸出功率曲線常用的幾種風(fēng)力發(fā)電類型1.恒速恒頻定槳距失速型限制速度的方法：定槳距是指葉片被固定安裝在輪毅上，其槳距角(葉片上某一點(diǎn)的弦線與轉(zhuǎn)子平面間的夾角)固定不變，失速型是指槳葉翼型本身所具有的失速特性(當(dāng)風(fēng)速高于額定值時(shí)，氣流的攻角增大到失速條件，使槳葉的表面產(chǎn)生渦流，效率降低，以達(dá)到限制轉(zhuǎn)速和輸出功率的目的)。恒速恒頻定槳距型的工作狀態(tài)1，待機(jī)：風(fēng)速高于3m/s，但不足以將風(fēng)電機(jī)組拖動(dòng)到切入的轉(zhuǎn)速，此時(shí)風(fēng)力機(jī)處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)2，發(fā)電并網(wǎng)：當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)升高，達(dá)到4m／s時(shí)，風(fēng)電機(jī)組起動(dòng)到某一設(shè)定轉(zhuǎn)
8、速，此時(shí)發(fā)電機(jī)按控制程序被自動(dòng)地聯(lián)入電網(wǎng)3，停機(jī)狀態(tài)：風(fēng)速進(jìn)一步升高，超過風(fēng)電機(jī)組安全運(yùn)行的風(fēng)速范圍，則達(dá)發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)，執(zhí)行停機(jī)動(dòng)作。從定槳距失速型風(fēng)電機(jī)組的功率曲線圖中，我們可以看到，定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在風(fēng)
