【正文】 ................................................ 2 國(guó)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................... 2 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................... 2 本文的主要內(nèi)容 ............................................................................................ 3 2 風(fēng)力發(fā)電機(jī) ................................................................................................................ 5 傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī) ........................................................................................ 5 籠型異步發(fā)電機(jī) .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 有刷雙饋異步發(fā)電機(jī) .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 新型風(fēng)力發(fā)電機(jī) ............................................................................................ 7 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī) .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 永磁無(wú)刷直流發(fā)電機(jī) .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 全永磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī) ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn) ： 風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能來(lái)發(fā)電，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（簡(jiǎn)稱風(fēng)電機(jī)組）是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械。槳葉具有良好的空氣動(dòng)力外形，在氣流作用下能產(chǎn)生空氣動(dòng)力使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再通過(guò)齒輪箱增速驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪的效率可達(dá)到 40%。 風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行方式主要有兩類。另一類是作為常規(guī)電網(wǎng)的電源，與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，聯(lián)網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電是大規(guī)模利用風(fēng)能的最經(jīng)濟(jì)方式。 由于風(fēng)速是隨時(shí)變化的，風(fēng)電的不穩(wěn)定性會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)一定影響，目前許多電網(wǎng)內(nèi)都建設(shè)有調(diào)峰用的抽水蓄能電站，使風(fēng)電的這個(gè)缺點(diǎn)可以得到 克服。據(jù)測(cè)算，對(duì)于一臺(tái) 3MW 的風(fēng)輪機(jī)，其壽命周期內(nèi)所發(fā)出的電能是它所消耗能量的 35 倍 。葉片、輪轂和塔架等部件的生產(chǎn)，材料開(kāi)采和設(shè)備運(yùn)輸都需要消耗能源。這種排放稱為間接排放 。例如 ：風(fēng)力泵水 (或稱“提水 ” )，尤其是在中東一些缺水地區(qū)應(yīng)用很廣泛。風(fēng)力脫鹽 (或稱“海水淡 化” )、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)綜述 2 制氫等也是重要的風(fēng)能利用領(lǐng)域。直到 20 世紀(jì)70 年代以前，只有小小型充電用風(fēng)力機(jī)達(dá)到實(shí)用階段。 1973 年發(fā)生石油危機(jī)以后，美國(guó)、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家為尋求替代化石燃料的能源，投入大量經(jīng)費(fèi)，動(dòng)員高科技產(chǎn)業(yè)，利用計(jì)算機(jī)、空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的新技術(shù)研制現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，開(kāi)創(chuàng)了風(fēng)能利用的新時(shí)期。 20 世紀(jì) 70 年的石油危機(jī)，使美國(guó)、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家為尋求替代化石燃料的能源，投入大量經(jīng)費(fèi)研制現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，開(kāi)創(chuàng)了風(fēng)能利用的新時(shí)代。至 2020 年底，歐洲約占世界風(fēng)電總裝機(jī)容量的 74％，北美占 18％，亞太地區(qū)僅占 8％。 我國(guó) 風(fēng)力發(fā)電 發(fā)展 現(xiàn) 狀 中國(guó)現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用起源于 20 世紀(jì) 70 年代初。在世紀(jì)開(kāi)始的時(shí)候，中國(guó)還有約 2020 萬(wàn)人口沒(méi)有用上電，在常規(guī)電網(wǎng)外，推廣獨(dú)立供電的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，對(duì)解決農(nóng)、牧、漁民看電視、聽(tīng)收音機(jī)、照明和 用電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)做飯等生活用電問(wèn)題，對(duì)于改善和提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)，促進(jìn)地區(qū)社會(huì)、文化事業(yè)發(fā)展，加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)，鞏固國(guó)防建設(shè)有著重大的意義。從 1989 年起全國(guó)各地陸續(xù)利用外國(guó)政府贈(zèng)款或優(yōu)惠貸款，引進(jìn)機(jī)組建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)，裝機(jī)容量逐年增長(zhǎng)，規(guī)模在 1 萬(wàn)kW 以上的有新疆達(dá)坂城，內(nèi)蒙古輝騰錫勒廣東南澳， 惠來(lái)，遼寧東崗、丹東，吉林通榆和 浙江 蒼山、鶴頂山等風(fēng)電場(chǎng)， 2020 年底全國(guó)共有 萬(wàn) kW。東部沿海還有更豐富的海上風(fēng)能資源，距離電力負(fù)荷中心又近，海上風(fēng)電場(chǎng)在遠(yuǎn)期將是后續(xù)能源基地。由于研制周期長(zhǎng)，趕不上市場(chǎng)對(duì)更大容量機(jī)組的需求，大部分樣機(jī)得不到機(jī)會(huì)繼續(xù)改進(jìn)和完善，未能轉(zhuǎn)化成商品。國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目安排的風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目主要內(nèi)容有：大型風(fēng)電機(jī)組總體設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)；葉片設(shè)計(jì)、制造與試驗(yàn)；電控技術(shù)及裝備；風(fēng)電場(chǎng)集中控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控；風(fēng)電機(jī)組電氣性能測(cè)試技術(shù)。由于風(fēng)能開(kāi)發(fā)有著巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)保價(jià)值和發(fā)展前景，近 20 年來(lái)風(fēng)電技術(shù)有了巨大的進(jìn)步，風(fēng)電開(kāi)發(fā)在各種 能源開(kāi)發(fā)中增速最快。與風(fēng)電發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造技術(shù)和風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)方面存在較大差距，目前國(guó)內(nèi)只掌握了定槳距風(fēng)機(jī)的制造技術(shù)和剛剛投入應(yīng)用的兆瓦級(jí)永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)技術(shù)，在風(fēng)機(jī)的大型化、變槳距控制、主動(dòng)失速控制、變速恒頻等先進(jìn)風(fēng)電技術(shù)方面還有待進(jìn)一步研究和應(yīng)用 。風(fēng)能 是低密度能源，具有不穩(wěn)定和隨機(jī)性特點(diǎn)，控制技術(shù)是風(fēng)力機(jī)安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵，因此研制適合于風(fēng)電轉(zhuǎn)換、運(yùn)行可靠、效率高、控制且供電性能良好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和先進(jìn)的控制技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)綜述 5 2 風(fēng)力發(fā)電機(jī) 傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī) 籠型異步發(fā)電機(jī) 籠型異步發(fā)電機(jī)是傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)廣泛采用 的發(fā)電機(jī)。圖中的功率變換器是指軟并網(wǎng)用的雙向晶閘管起動(dòng)裝置，箭頭指功率 P的流動(dòng)方向。由于電機(jī)轉(zhuǎn)子整體強(qiáng)度、剛度都比較高，不怕飛逸，比較適合風(fēng)力發(fā)電這種特殊場(chǎng)合，所以籠型異步發(fā)電機(jī)發(fā)展很快，其技術(shù)日趨成熟，在世界各大風(fēng)電場(chǎng)與風(fēng)力機(jī)配套的發(fā)電機(jī)中，絕大多數(shù)是采用籠型異步發(fā)電機(jī)，但不能有效地利用風(fēng)能，效率低。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2所示。但是此種電機(jī)是有 刷結(jié)構(gòu)，運(yùn)行可靠性差，需要經(jīng)常維護(hù)，并且此種結(jié)構(gòu)不適合于運(yùn)行在環(huán)境比較惡劣的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中。 圖 3 雙饋異步發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 同步發(fā)電機(jī) 近年來(lái)，采用同步發(fā)電機(jī)來(lái)代替異步發(fā)電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)主