第一篇：風力發電背景總結

1眾所周知，地球上可供人類開發和使用的化石能源是有限的，且是不可能再生的。然而隨著全球工業化進程的逐步展開并加速，世界各國對能源的需求急劇上升，而常 見的煤炭、石油和天然氣三大化石能源日漸枯竭，根據聯合國能源署報告，這些能源 僅可供全世界消耗大約 170 年。換句話說，如果不加以控制，人類將在接下來的兩百 年內消耗地球存儲了若干億年的化石能源，同時大量使用的化石能源對我們所賴以生 存的地球生態環境造成了嚴重的破壞，如燃燒化石能源所排放出的二氧化碳和含氧硫 化物直接導致了溫室效應和酸雨的產生。面對社會和經濟可持續發展的挑戰，如何解 決日益緊張的能源危機并緩和環境惡化，是當今人類社會發展的重大課題。現如今，各國對上述能源危機和環境惡化問題已達成共識，即尋找和開發可再生

能源，在此基礎上制定相關的優惠政策扶持新能源的廣泛應用。據專家預計，21 世紀 人類使用的最主要的能源是：核能、太陽能、風能、地熱能、潮汐能、可燃冰和氫能

[1]

。而在這么多可再生能源和新技術開發和應用中，風能作為主要的成員之一，倍受 關注。

第二篇：風力發電技術

風力發電技術和風能利用方式

1973年發生石油危機以后，西方發達國家為尋求替代石化燃料的能源，在風力發電技術的研究與應用上投入了相當大的人力和資金，充分綜合利用空氣動力學、新材料、新型電機、電力電子技術、計算機、自動控制及通信技術等方面的最新成果，開創了風能利用的新時期。

德國、美國、丹麥等國開發建立了評估風力資源的測量及計算機模擬系統，發展了變槳距控制及失速控制的風力機設計理論，采用了新型風力機葉片材料及葉片翼型，研制出了變極、變滑差、變速恒頻及低速永磁等新型發電機，開發了由微機控制的單臺和多臺風力發電機組成的機群的自動控制技術，從而大大提高了風力發電的效率和可靠性。

風電場是大規模利用風能的有效方式，20世紀80年代初在美國加利福尼亞州興起。而海岸線附近的海域風能資源豐富，風力強，風速均勻，可大面積采獲能量，適合大規模開發風電。然而在海上建造難度也大：巨大的基座必須固定入海底30m深度，才能使裝置經受得住狂風惡浪的沖擊；水下的驅動裝置和電子部件必須得能防止高鹽度海水的腐蝕；與陸地連接還得需要幾公里長的海底電纜。

2.2風電裝機容量

德國的風力發電裝機容量已達610.7萬kW，占德國發電裝機容量的33%，居世界第1位。西班牙風電裝機容量283.6萬kW，居世界第2位。美國風力發電裝機容量已達261萬kW，居世界第3位。丹麥風電技術也很先進，裝機容量234.1萬kW。印度風電增長很快，到2000年累積裝機容量已達到122萬kW。日本的風電裝機容量46萬kW，運行較穩定的是海岸線或島上的風力發電站，已達576臺風電設備。

2.3各國的風力發電政策

目前風電機組成本仍比較高，但隨著生產批量的增大和技術的進一步改進，成本將會繼續下降(見表1)。許多國家建立了眾多的中型和大型風力發電場，并形成了一整套有關風力發電場的規劃方法、運行管理和維護方式、投融資方式、國家扶持的優惠政策及規范、法規等。

表1世界風電裝機容量（萬kW）和發電成本（美分/kW·h）

年份******97199819992000

容量******1393184

5成本15.310.97.26.66.15.65.35.15.04.94.8

數據來源：丹麥BTM咨詢公司

歐洲發展風電的動力主要來自于改善環境的壓力，將風電的發展作為減少二氧化碳等氣體排放的措施。德國、丹麥、西班牙等國都制定了比較高的風電收購電價，保持了穩定高速的增長，1996年以后年增長率超過30%，使風電成為發展最快的清潔電能。丹麥風電技術的發展策略是政府不直接支持制造廠商，而是對購買風電機組的用戶提供補貼。英國的《可再生能源責任法規》要求到2010年，每個電力供應商必須使可再生能源的電力供應量達到總電量的10%。

美國政府為鼓勵開發可再生能源，在20世紀80年代初出臺了一系列優惠政策。聯邦政府和加利福尼亞州政府對可再生能源的投資者分別減免了25%的稅賦，規定有效期到198

5年底，另外立法還規定電力公司必須得收購風電，并且價格應是長期穩定的。這些政策吸引了大量的資金采購風電機組，使剛剛建立起來的丹麥風電機組制造業獲得了大批量生產和改進質量的機會。到1986年這3個風電場的總裝機容量達到160萬kW。2002年美國德州的風電容量為118萬kW。德州政府規定，到2009年可再生能源的發電容量至少應達到200萬kW，并擬訂了110.4萬kW的風電建設計劃。

印度是一個缺電的發展中國家，政府制定了許多鼓勵風電的政策，如投資風電的企業，可將風電的電量儲蓄，在電網拉閘限電時，使有儲蓄的企業能夠得到優先供電。

澳大利亞的發電能源主要依靠煤炭。政府為改善電能結構，制定了一項強制性的可再生能源發電計劃，太陽能——風力電站將成為可再生能源利用的重要組成部分。

3我國風力發電的開發現況

我國擁有豐富的風能資源，若采用10m高度的風速測算，陸地風能資源理論儲量為32.26億kW，可開發的風能資源儲量為2.53億kW。我國近海風能資源約為陸地的3倍，由此可算出我國可開發的風能資源約為10億kW。

風能資源富集區主要在西北、華北北部、東北及東南沿海地區。20世紀70年代末80年代初，我國通過自主開發研制，額定容量低于10kW小型風力發電機實現了批量生產，在解決居住分散的農牧民和島嶼居民的用電方面有著重要意義。在國家有關部委的支持下，額定功率為200、250、300、600 kW的風力發電機組已研制出來，并在全國11個省區建立了27個風電場，浙江、福建、廣東沿海及新疆、內蒙古自治區都有較大功率的風力發電場。東部沿海有豐富的風能資源，距離電力負荷中心又近，海上風電場將成為新興的能源基地。國家計委在20世紀90年代中期制定了“光明工程”和“乘風計劃”, 1997年當年裝機超過10萬kW，到2001年底總裝機容量約40萬kW。

我國風電技術還處于發展初期，較歐美落后，關鍵原材料或零部件主要依靠進口。風電機組是風電場的核心設備，主要依靠進口機組，在風電場的建設投資中是主要部分，占總投資的60%～80%。為鼓勵風電的開發，我國對300kW以上機組免征進口稅。風電隨著技術的發展和批量生產，成本會繼續下降。

第三篇：風力發電課程設計

1．風力發電發展的現狀

1.1世界風力發電的現狀

近20年風電技術取得了巨大的進步。1995—2006年風力發電能力以平均每年30%以上的速度增長，已經成為各種能源中增長速度最快的一種。今年來歐洲、北美的風力發電裝機容量所提供的電力2成為僅次于天然氣發電電力的第二大能源。歐洲的風力風力發電已經開始從“補充能源”向“戰略替代能源”的方向發展。

到2008年，世界風能利用嘴發達的國家是德國、美國和西班牙，中國名列世界第四位。丹麥是世界上使用風能比例最高的國家，丹麥能源消費的1/5來自于風力。

歐洲在開發海上風能方面也依然走在世界前列，其中丹麥、美國、愛爾蘭、瑞典和荷蘭等國家發展較快。尤其是在一些人口密度較高的國家，隨著陸地風電場殆盡，發展海上風電場已成為新的風機應用領域而受到重視。丹麥、德國、西班牙、瑞典等國家都在計劃較大的海上風電場項目。目前海上風電機組的平均單機容量在3MW左右，最大已達6MW。世界海上風電總裝機容量超過80萬千瓦。

有余風力發電技術已經相對成熟，因此許多國家對風發電的投入較大，其發展較快，從而使風電價格不斷下降。若考慮環保及地理因素，加上政府稅收優惠政策和相關支持，在有些地區風力發電已可與火力發電等展開競爭。在全球范圍內，風力發電已形年產值超過50億美元的產業。

1.2我過風力發電的發展現狀

我國風力發電從20世紀80年代開始起步，到1985年以后逐步走向產業化發展階段。

自2005年起，我國風電規模連續三年實現翻倍增長。風電新增容量每年都增加超過100%，僅次于美國、西班牙，成為世界風電快速增長的市場之一。根據國家能源局2009年公布的統計數據，截止2008年底，我國風電裝機容量已達1271萬千瓦，居世界第4位，但是風電在我國整個電力能源結構中所占的比重仍然比較低。

我國將在內蒙古、甘肅、河北、吉林、新疆、江蘇沿海等省區建設十多個百萬千瓦級和幾個千瓦級風電基地。根據目前國內增長趨勢，預計到2020年，中國風電總裝機容量將達到1.3億~1.5億千瓦。風力發電機

2.1恒速恒頻的籠式感應發電機

恒速恒頻式風力發電系統，特點是在有效風速范圍內，發電機組的運行轉速變化范圍很小，近似恒定；發電機輸出的交流電能頻率恒定。通常該類風力發電系統中的發電機組為鼠籠式感應發電機組。

恒速恒頻式發電機組都是定槳距失速調節型。通過定槳距失速控制的風力機使發電機轉速保持在恒定的數值，繼而使風電機并網后定子磁場旋轉頻率等于電網頻率，因而轉子、風輪的速度變化范圍較小，不能保持在最佳葉尖速比，捕獲風能的效率低。

2.2變速恒頻的雙饋感應式發電機

變速恒頻式風力發電系統，特點是在有效風速范圍內，允許發電機組的運行轉速變化，而發電機定子發出的交流電能的頻率恒定。通常該類風力發電系統中的發電機組為雙饋感應式異步發電機組。

雙饋感應式發電機結合了同步發電機和異步發電機的特點。這種發電機的定子和轉子都可以和電網交換功率，雙饋因此而得名。

雙饋感應式發電機，一般都采用升級齒輪箱將風輪的轉速增加若干倍，傳遞給發電機轉子轉速明顯提高，因而可以采用高速發電機，體積小，質量輕。雙饋交流器的容量僅與發電機的轉差容量相關，效率高、價格低廉。這種方案的缺點是升速輪箱價格貴，噪聲大、易疲勞損壞。

2.3變速變頻的直驅式永磁同步發電機

變速變頻式風力發電系統，特點是在有效風速范圍內，發電機組的轉速和發電機組定子側產生的交流電能的頻率都是變化的。因此，此類風力 需要在定子側串聯電力變流裝置才能實現聯網運行。通常該類風力發電系統中的發電機組為永磁同步發電機組。

直驅式風力發電機組，風輪與發電機的轉子直接耦合，而不經過齒輪箱，“直驅式”因此而得名。由于風輪的轉速一般較低，因此只能采用低速的永磁式發電機。因而無齒輪箱，可靠性高；但采用低速永磁發電機，體積大，造價高；而且發電機的全部功率都需要交流器送入電網，變流器的容量大，成本高。

如果將電力變流裝置也算作是發電機組的一部分，只觀察最終送入電網的電能特征，那么直驅式永磁同步發電機組也屬于變速恒頻的風力發電系統。

3介紹相關風力發電控制技術

3.1風力發電控制系統的目的由于風力發電機組是復雜多變量非線性系統，具有不確定性和多干擾等特點。風力發電控制系統的基本目標分為4個層次：保證可靠運行，獲取最大能量，提供良好電力質量，延長機組壽命。控制系統實現以下具體功能:

(1)運行風俗范圍內，確保系統穩定運行。

(2)低風速時，跟蹤最優葉尖速比，實現最大風能捕獲。

(3)高風速時，限制風能捕獲，保持風力發電機組的額定輸出功率。

(4)減少陣風引起的轉矩峰值變化，減少風輪機械應力和輸出功率波動。

(5)控制代價小。不同輸入信號的幅值應有限制，比如槳距角的調節范圍和變槳距速率有一

定限制。

(6)抑制可能引起機械共振的頻率。

(7)調節機組功率，控制電網電壓、頻率穩定。

3.2風力發電控制系統

除了風輪和發電機這兩個核心部分，風力發電機組換包括一些輔助部件，用來安全、高效的利用風能，輸出高質量的電能。

（1）傳動機構

雖說用于風力發電的現代水平軸風力機大多采用高速風輪，但相對于發電的要求而言，風輪的轉速其實并沒有那么高。考慮到葉片材料的強度和最佳葉尖速必的要求，風輪轉速大約是18~33r/min。而常規發電機的轉速多為800r/min或1500r/min。

對于容量較大的風電機組，由于風輪的轉速很低，遠達不到發電機發電的要求，因而可以通過齒輪箱的增速作用來實現。風力發電機組中的齒輪箱也稱增速箱。在雙饋式風力發電機組中，齒輪箱就是一個不可缺少的重要部件。大型風力發電機的傳動裝置，增速比一般為40~50。這樣，可以減輕發電機質量，從而節省成本。

也有一些采用永磁同步發電機的風力發電系統，在設計時由風輪直接驅動發電機的轉子，而省去齒輪箱，以減輕質量和噪聲。

對于小型的風電機組，由于風輪的轉速和發電機的額定轉速比較接近，通常可以將發電機的軸直接連到風輪的輪轂。

（2）對風系統（偏航系統）

自然界的風方向多變。只有讓風垂直地吹向風輪轉動面，風力機才能最大限度地獲得風能。為此，常見的水平軸的風力機需要配備調向系統，使風輪的旋轉面經常對準風向。

對于小容量風力發電機組，往往在風輪后面裝一個類似風向標的尾舵，來實現對風功能。對于容量較大的風力發電機組，通常配有專門的對風裝置——偏航系統，一般由風向傳感器

和伺服電動機組合而成。大型機組都采用主動偏航系統，即采用電力或液壓拖動來完成對風動作，偏航方式通常采用齒輪驅動。

一般大型風力機在機艙后面的頂部有兩個互相獨立的傳感器。當風向發生改變時，風向標登記這個方位，并傳遞信號到控制器，然后控制器控制偏航系統轉動機艙。

（3）限速裝置

風輪轉速和功率隨著風速的提高而增加，風速過高會導致風輪轉速過高和發電機超負荷，危及風力發電機組的運行安全。限速安全機構的作用是使風輪單位轉速在一定的風速范圍內基本保持不變。

（4）液壓制動裝置

機組的液壓系統用于偏航系統剎車、機械剎車盤驅動，當風速過高時使風輪停轉，保證強風下風電機組安全。

機組正常時，需維持額定壓力區間運行。液壓泵控制液壓系統壓力，當壓力下降至設定值后，啟動油泵運行，當壓力升高至某設定值后，停泵。

4風力發電技術發展趨勢的展望

4.1風力發電的發展方向

風力發電技術是目前可再生能源利用中技術最成熟的、最具商業化發展前景的利用方式，也是本世紀最具規模開發前景的新能源之一合理利用風能，既可減少環境污染，有可減輕目前越來越大的能源短缺給人類帶來的壓力。

未來風力發電技術將向著以下幾個方向發展。

（1）單機容量大。主流的新增風力機的單機容量將從750KW~1.5MW向2MW甚至更大的容量發展。目前世界上單機容量最大的風機，為5MW風力發電機，海上風力發電的6MW風電機組也已研制成功。

（2）風電場規模增大。將從10MW級向100MW、1000MW級發展。

（3）從陸地向海上發展。

（4）生產成本進一步降低。

4.2未來風力發電的展望

據專家們測估，全球可利用的風能資源為200億千瓦，約是可利用水力資源的10倍。如果利用1%的風能能量，可產生世界現有發電總量8%~9%的電量。“風力12”、歐洲風能聯合會、能源和發展論壇以綠色和平組織于2002年聯合發表了一篇報告，以上述估計值作為基礎，制定了風能的目標：到2020年，風力發電將占到全球發電總量的12%。為了達到這個目標，需要建立總容量大約為1260GW的風能裝置，每年可發電3000TW·h左右。這相當于現在歐盟的用電量。世界風能協會預計，從世界范圍來看，預計2020年，風電裝機容量會達到1231GW。年發電量相當于屆時世界電力需求的12%，與上述報告的結論一致。風電會向滿足世界20%電力需求的方向發展，相當于今天的水電，有研究顯示到2040年大致可以實現這一目標。屆時將創造179萬個就業機會，風電成本下降40%，減少排放100多億噸二氧化碳。因此，在建設資源節約型社會的國度里，風力發電已不再是無足輕重的補充能源，而是最具有商業化發展前景的新興能源產業。

第四篇：風力發電考試

1.電力系統：用于生產，傳輸，交換，分配，消耗電能的系統：

一次部分：用于能量生產，傳輸，交換，分配，消耗的部分

二次部分：對一次部分進行檢測，監視，控制和保護的部分

2.風電場和常規電廠的區別：單機容量小；電能生產比較分散，發電機數目多；輸出的電壓等級低；類型多樣化；功率輸出特性復雜；并網需要電力電子換流設備

3.風電廠電氣一次系統組成：風電機組；集電系統；升壓站；廠用電系統。

4．變壓器銅損：銅導線存在著電阻，電流流過消耗一定功率，變為熱量

變壓器鐵損：鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗

5.常用的開關電器：斷路器（切斷電路），隔離開關（在電氣設備和熔斷器間形成明顯的電壓斷開點，運行方式改變時倒閘操作），熔斷絲（有故障電流時斷開電路），接觸器（電路正常開合閘，無法斷開故障電路）。

6.集膚效應：靠近導體表面處的電流密度大于導體內部電流密度的現象。隨電流頻率升高，集膚效應使導體的電阻增大，電感減小！

7.電流互感器：串接一次系統，將大電流變為小電流

二次開路后果：出現的高壓電危機人身及設備安全；鐵心中產生大量剩磁；長時間作用鐵心過熱

8.電壓互感器作用:并接一次系統，將高電壓變成低電壓

二次側短路：引起很大短路電流，造成互感器燒毀

9.電氣設備選擇的技術條件：按照正常工作狀態選擇；按照短路狀態校驗；電氣選擇的環境因素；環境保護

10.電流繼電器和電壓繼電器有何作用？他們如何接入電氣一次系統?

電流繼電器反應一次回路中的電流越限，用于二次系統的保護回路，用以啟動時間繼電器的動作或直接觸發斷路器分閘。

電流繼電器用于繼電保護裝置中的過電壓保護或欠電壓閉鎖

11.配電裝置的最小凈距：無論在正常最高工作電壓或出現內，外部過電壓時，都不至使空氣間隙被擊穿。

12.A,B,C,D,E類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：不同相的帶電導體之間

B1：帶電部分至柵狀遮欄間的距離和可移動設備在移動中至帶電裸導體間的距離 B2：帶電部分至網狀遮欄

C：無遮攔裸導體至地面

D：停電檢修的平行無遮欄

E：屋內配電裝置通向屋外的出線套管中心線

12.雷電類型：直擊雷；感應雷；球星雷。

13.雷電防護：避雷針，避雷線，避雷器，避雷帶和避雷網，接地裝置

14.風電場防雷性能衡量標準：耐雷水平，雷擊跳閘率

15.變流系統的功能，電力變換，控制功率，控制轉矩，調節功率因素

第五篇：風力發電前景

風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。中國風能儲量很大、分布面廣，風力發電產業迅速發展，成為繼歐洲、美國和印度之后的全球風力發電主要市場之一。

從2003年到2010年，中國風電裝機容量快速增長，累計裝機容量從2003年末的56.7萬千瓦增加到了2010年的突破4000萬千瓦。中國正逢風電發展的大好時機，風電設備市場需求增加。除了風電設備整機需求不斷增加之外，葉片等風電設備零部件的供給能力仍不能完全滿足需求，市場需求潛力巨大。風機葉片是風能技術進步的關鍵核心風力機部件，其良好的設計、可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。中國風機葉片行業的發展是伴隨著風電產業及風電設備行業的發展而發展起來的。由于起步較晚，中國風機葉片最初主要是依靠進口來滿足市場需求的。隨著國內企業和科研院所的共同努力，中國風機葉片行業的供給能力迅速提升。

目前，中國風機葉片市場已經形成外資企業、民營企業、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。外資企業主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，國內企業以時代新材、中材科技、中復連眾為代表。截至2009年底，中國境內的風電葉片廠商已經超過了60家。國內兆瓦級風電葉片生產廠商已有不下40家，形成了數個生產規模在1000套以上的寡頭，行業集中度顯著增強。

2010年以來，我國風電產業發展勢頭依然迅猛，風電葉片投資呈現平穩增長的良好發展勢頭。中航惠騰、時代新材、中材科技、東方電氣等設備廠商爭相發力國內風電葉片市場，產能持續提升，市場規模不斷擴大。

葉片是風電部件中確定性較高、市場容量較大、盈利模式清晰的行業。隨著供需緊張形勢的緩解，風電葉片行業也將隨之發生從群雄混戰到幾強爭霸的轉變，我國風電葉片產業正在經歷一場行業性的洗牌整合。隨著風電葉片市場規模的擴大，成本和售價都將下降，但具備規模、技術和成本優勢的企業成本下降速度將超過售價降低速度，盈利超過平均水平。未來的行業競爭格局要求廠商規模擴大、成本降低、并在技術上保持一定優勢。

中投顧問發布的《2012-2016年中國風電葉片市場投資分析及前景預測報告》共六章。首先介紹了風電葉片的組成部件、工作原理、設計規范、生產工藝等，接著全面分析了風電葉片行業發展面臨的政策環境、經濟環境、社會環境及行業環境。然后具體介紹了風電設備產業和風電葉片行業的現狀，最后細致分析了國際、國內重點風電葉片生產企業的經營狀況。您若想對風電葉片市場有個系統的了解或者想投資風電葉片制造，本報告是您不可或缺的重要工具。