风力发电的发展现状与关键技术研究
综述
（华北电力大学电气电子工程学院，北京市昌平区102206）Development Status and Key Technology Research of Wind Power
Generation
WANG Jian-feng
(Electrical and Electronic Engineering College，North China Electric Power University，Changping District，
Beijing 102206，China)
ABSTRACT: In the field of renewable energy, wind energy has one of the best prospects in all industries; it also has the advantages of high energy converting rate, large industrial scale、high level technology and so on. Thus in recent years, the developing trend of global wind power industry is rapid, and the growth tide of China has been enhanced significantly. Firstly, this paper introduced the status quo wind power generation and the trends of the world wind power generation industry domestic and abroad；then the technology research and development, the manufacturing of wind turbine of China’s current wind power industry were introduced and analyzed, based on the overview of the development of wind energy and Combined with the current situation of wind power market, the development trends of wind turbine were discussed. After a review the development of wind power industry, some key technologies involved were introduced
KEY WORDS: renewable energy, wind power, forecasting , policy.
摘要：在可再生能源领域中，风能是是最具备产业前景的行业，且具有能量转换率高、产业规模大、技术成熟度高等特点。因此近年来，全球风力发电行业呈快速发展趋势，中国风电产能也在全球发展的大潮中得到显著提升。本文首先就国内外风电发展的现状做了介绍，同时，论述了中国风电产业的技术研发、零部件及整机制造等发展状况进行了简单的介绍及分析前景。在综述了风电产业发展情况后，分析了风电产业中的需要的一些关键技术，并分别作了介绍。关键词：可再生能源，风电，功率预测，发展现状，风电政策。
1 引言
近年来，在国家可再生能源法和节能减排政策的引导和激励下，新能源发电发展迅猛，尤其是风力发电得到快速的发展，我国风电产业规模逐步扩大，风电已成为新能源发展的重要领域。2008年底风电装机容量达到12500MW，提前两年实现了2010年风电装机10000MW的目标，跃居亚洲第一，世界第四。2009年底，全国共建设423个风电场，总容量达2268万千瓦，约占全国发电装机的2.6%。2010年，我国风电新增装机超过1600万千瓦，累计超过4000万千瓦，“双居”世界第一。截止2011年3月31日，我国已成世界上第一风电大国。按照国家风电发展规划到2020 年中国有望实现1亿或者1.2 亿kW的风电装机容量[1]。可见中国风电市场仍有巨大的发展空间。因此，全面剖析我国风电行业发展现状及趋势，对我国风电行业健康、良性发展是非常必要的。
2 中国风电产业发展现状
2.1 风电产业发展现状
中国风力发电装机容量正飞速增长着。2000—2009 年的l0 年间，风能累计装机容
量的平均增长率达72.8％。自2005 年起，总装机容量增长率更是超过了100%。表1为2003—2010 年中国风机总装机容量。中国风能协会发布了2011年中国风电装机容量统计数据。2011年中国（不包括台湾地区）新增安装风电机组11409台，装机容量17630.9兆瓦，累计安装风电机组45894台，装机容量62364.2兆瓦，年增39.4%。基本与上年持平[2]。
表1：2003-2010年中国风电总装机容量
按区域排名，装机容量由高到低排名依次为华北、东北、西北、华东、中南、西南、港澳台。各省装机容量排名为内蒙古、河北、甘肃、辽宁、山东、吉林、黑龙江、宁夏、新疆、江苏，基本按中国八大千万千瓦级风电基地分布。河北省超越甘肃位居第二位，山东则前进了一位。
风电整机制造商市场占有率的变化尤其明显。新增装机容量方面，金风科技在被华锐风电超越后，又回到第一的位置，其新增装机容量为3600兆瓦；华锐风电降至第二位；国电联合动力表现最为突出，首次跃升至前三甲；东汽则滑出前三位；华创风能凭借与电力企业的合作首度进入前十行列；外资如维斯塔斯、GE、歌美飒的市场份额进一步萎缩。前二十名的整机商占有市场的98.15%。累计装机容量的变化没有新增容量变化大，各整机企业的座次基本不变，仍是华锐头把交椅。
整机出口方面，金风科技以124台、189兆瓦的成绩高居榜首；华锐风电以18台、56兆瓦位列次席；此外，三一电气、湘电风能、上海电气和重庆海装均有小量斩获。目的地国家基本由美国包揽，对荷兰、厄瓜多尔、埃塞俄比亚等国虽有出口，但难言真正的商业化项目。2011年中国共出口风机158台、容量278.6兆瓦，是2011年15.5兆瓦容量的近18倍。
图1：国内主要风机生产企业及其市场份额
从风电机组技术方面来看，目前国内主流的风力发电机组机型主要有双馈、直驱、半直驱机型，并占据了国内风电市场。同时国内厂家在对国外技术引进消化吸收的基础上，还进行了大量的自主创新及研发工作，并取得了一定的成绩。如金风科技在与德国VENSYS 公司联合设计的1.2 MW 直驱机组基础上，结合中国国情研制了1.5 MW 直驱机组，并在750 kW 机组的基础上，进行了二次开发及优化设计；东汽将引进的常温型成功地再开发成为低温型；联合动力结合国内区域风场特点，研发了适用于低风速风场、高海拔风场的风电机组，同时经联合动力改造的风力发电机组成为国内风电行业首例成功完成低电压穿越现场测试的机组，结束了低电压穿越技术掌握在国外风机制造公司手中的时代。由此可见，国内风电行业正在努力追赶国际先进技术脚步。
2.2 风电产业发展相关的扶植政策
国家一直重视新能源的发展，特别是风电，太阳能发电项目。近期，国家能源局明确将扶持大型风电企业发展，能源局称将积极发展风电，有序推进大型风电基地建设，重点发展内蒙古、甘肃、新疆、河北、江苏、山东、吉林及东北地区等千万千瓦级风电基地。加快海上风电开发，下大力气解决好风电接入电网和市场消纳问题，重视就地转化;扶持大型风电企业发展，提高产业集中度，鼓励我国风电企业和风电设备“走出去”。
表2 涉及我国风电发展的主要政策
政策名称发布时间《中华人民共和国可再生能源法》2005 年2 月28 日《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行
办法》
2006 年1 月
《可再生能源发电有关管理规定》2006 年1 月
《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》2006 年6 月
《促进风电产业发展实施意见》2006 年11 月
《可再生能源中长期发展规划》2007 年6 月7 日《节能发电调度办法（试行）》2007 年8 月2 日《电网企业全额收购可再生能源电量监管办
法》
2007 年9 月1 日《可再生能源十一五规划》2008 年3 月18 日《关于完善风力发电上网电价的通知》2009年7月
《中华人民共和国可再生能源法修正案（草案）》2009年12月
《关于“十二五”第一批拟核准风电项目计划
安排的通知》
2010年9月
中国颁布的政策主要从两个方面扶持风电行业，一方面是通过财政补贴、电网全额收购、确定风电并网价格，以保证风力发电项目合理盈利，从经纪商进行促进；另一方面是在国内市场启动的同时，扶持风机制造业发展，为中长期的风电产业发展奠定基础。归纳为一下四大点[4]：
（1）风电全额上网
2006 年1 月1 日开始实施《可再生能源法》。该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便，并全额收购符合标准的可再生能源电量，以使可再生能源电力企业得以生存，并逐步提高其能源市场的竞争力。
（2）财税扶持
考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高，为加快技术开发和市场形成，《可再生能源法》还分别就设立可再生能源发展专项资金，为可再生能源开发利用项目提供有财政贴息优惠的贷款，对列入可再生能源产业发展指导目标的项目提供税收优惠等扶持措施作了规定。
（3）上网电价
当前风电定价采用特许权招标方式，导致一些企业以不合理的低价进行投标。风电特许权招标先后作出了三次修改，总的看来，电价在招标中的比重有所减少；技术、国产化率等指标有所加强；风电政策已由过去的注重发电专项了注重扶持中国企业风电设备制造。目前，有关部门正在抓紧研究风电电价调整的具体办法，调整的原则将有利于可再生能源的开发，特许权招标的定价方式有可能改变，2008年1月第五期风电特许权招标采取中间价方式，就是一个最新的尝试和探索，避免了恶性低价的竞争局面，有助于风电电价开始向理性回归，有利于整个风电产业的发展。
（4）国产化率要求
2005 年7 月国家出台了《关于风电建设管理有关要求的通知》，明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上，为满足要求的风电场建设不许建设，进口设备要按章纳税。2006 年风电特许权招标原则规定：每个投标人必须有一个风电设备制造商参与，而且风电设备制造商要向招标人提供保证供应复合75%国产化率风电机组承诺函。投标人在中标后必须并且只能采用投标书中所确定的制造商生产的风机[3]。在政策扶持下，2007 年风机国产化率已经达到56%，2010 年风机国产化率也达到85%以上。
3 风电产业发展趋势
随着风电技术的快速发展，中国风电产业已经不能仅仅依靠产能扩张及国家政策扶持来维持发展，必须进行自主创新，掌握风力发电机组设计核心技术，通过技术优势取胜，占领风电产业制高点。结合国内发展现状及国外风电技术发展方向，国内风电产业未来发展趋势大体可分为如下几个方向：
3.1 风电控制与并网技术的研究
近年来，风电装机规模不断扩大，由于我国风资源的特殊情况，在局部地区，风力发电对电网安全运行影响越来越大，电网对风电机组的并网技术要求越来越高，因此，为满足电网需求，未来风电机组需要具备低电压穿越、抗电网波动、无功支撑等能力，风电场能够实现风功率预测和有功/无功调节，电能质量要向传统同步发电机组靠拢。同时，伴随着风电装备制造的发展和市场竞争日趋激烈，风电运营商对风电机组发电效率、可利用率和可靠性要求也不断提高，风机是否具有状态检测技术、故障自诊断等技术也成为了运营商选择风机的标准，因此建立大型存储设备的机组数据与信息中心，为风机控制和仿真技术的研发奠定坚实的实验数据基础，并通过对关键控制技术的开发和掌握，使控制技术研发能力达到国内领先、国际一流的技术水平是我国风电行业技术领域发展的必由之路。
3.2 大容量海上风电研发
我国海上资源丰富，发展海上风电，将依托于风能资源丰富的海域，同时以“建设大基地、融入大电网”的方式进行整体规划
和布局。目前，我国海上风电开发已经启动，国内对大容量风电机组的需求也在增加，国内风电制造企业纷纷开发大容量海上风电机组。图4 为某海上风场风力发电机组。华锐、金风、东汽、联合动力、湘电、明阳等都已开始5 MW 及以上风力发电机组研发。相信随着整机及零部件技术的不断进步，大容量海上风电的规模化化发展。
3.3 风力发电机组机型多元化
目前国内主流的风力发电机组有双馈、直驱、半直驱机型，但随着国内风电技术瓶颈的突破及风机零部件厂商研发制造能力的不断提升，风力发电机组形式向多元化趋势发展。如联合动力自主研发的前端调速同步发电机组。与当前风力发电机组不同，该机组的调速装置在发电机前端，调速装置把发电机转速调成同步转速，同步发电机定子直接与电网连接。又如美国超导公司正在研制的高温超导风力发电机组。该机组通过利用高温超导（HTS）线材代替发电机转子中的铜线，使发电机系统的体积会更小、重量会更轻、同时效率提高，可靠性增强。在今后的发展中，还会出现其它新形式的风力发电机组，但无论是哪种技术路线都将为中国风电技术发展积累丰富的科研经验。
3.4 风电设备绿色设计和制造技术的研究
在大力发展风力发电的同时，加强风电设备绿色制造关键技术研究。哥本哈根会议的召开，增强了世界各国节能减排和开发新能源的意识。风电，这一新能源领域行业，其产生的经济效益和社会效益都是不可估量的。在竞争日益激烈的风电制造行业，如何通过新工艺、新材料、新技术进行风电设备绿色设计，实现整个风机产品从设计-制造-使用-报废绿色化，实现风机抗疲劳、减重和延寿设计，对促进我国风电产业的可持续发展具有重要意义。3.5 风电储能技术研究
风电等新能源发电由于其自身固有的随机性与间歇性，决定了其大规模发展，势必要有先进的大容量储能技术作为支撑；同时，在传统型新能源电站基础上加入电力储能系统后，通过设计一种模拟同步发电机并网特性的风电场并网接入系统，可以有效提高风电场的电能质量和在电力系统故障时对电网的支撑能力，解除大规模风电场上网难的瓶颈。大容量储能技术在很大程度上解决了风电等新能源发电对电网所带来的一系列问题，因此大容量储能技术在新能源发电领域应用也是势在必行的。
4 风电产业相关关键技术[5]
我国风电产业发展起步较晚，虽然发国速度较快，但风电行业的发展道路仍还很漫长。总体而言，在制造、控制、管理、风电预测等方面都存在着一定的问题。
4.1 风电机组制造能力
风电机组是风电设备的核心设备，大容量、高性能的风电机组是发展高质量风电的基础，也成为世界风电发展的方向。近年来，我国风电装机发展迅速，但风机制造技术相对落后。据有关专家介绍，目前我国风电机组制造业制造技术水平同国际先进水平存在20 多年的差距，尤其是在大、中型风电机组的研发上，由于涉及空气动力学、流体力学、微电子、自动控制等多重学科的交叉，目前在我国还是空白。风电设备的生产和制造水平是反映一个国家风电发展水平的重要因素。近两年，我国风电装机容量迅猛增长，国内风机制造能力远远落后于投资商要求的供货速度的局面已经形成。据权威人士介绍，尽管设备国产化程度有所提高，但目前我国还没有掌握兆瓦级风机的总体设计技术和重要部件的关键技术，具有自主知识产权的关键技术缺乏，关键技术受制于人。种种迹象表明：风电场的快速建成和更为快
速的规划使得风机供货空前紧张，使风机制造商对关键技术研发缺乏动力，我国在风机制造技术上依赖进口或与外商合作生产的局面仍将维持。这种试图通过大规模的市场来换取核心制造技术的方法效果并不明显。如果继续大规模发展这种低质量的风电，不利于国内风电技术的提高和自主化进程。我国必须深入研究促进关键技术自主化研究的措施，加大对自主化研发风机的扶持力度，将未来更多的市场份额留给具有自主知识产权的高质量的风电，促进风电装机和风电制造业的共同协调发展。
4.2 风电机组控制技术
风电机组的控制系统是风电机组的核心，是决定风电机组动态性能的最主要的关键技术，也是发展高质量
风电的核心。风电对系统的影响将取决于对其预测的准确性，以及同一电力系统内常规电厂的灵活性。风电场出力预测技术和风电机组制造技术同等重要，是发展高质量风电的一个必要条件。风能可变，但可以预测。可预见性有利于平衡风电和电力需求的波动，风电出力的准确性将直接影响电网备用容量（二次备用）。风电功率的准确预测可以有效减少对系统备用调节容量的需求，对于确保电网平衡风电波动、减少备用容量和经济运行都将发挥极其重要的作用。由于缺乏研发力量，我国在这一领域几乎是空白，对新型风机的电力电子控制等关键部件则完全依靠进口，与国外风电巨头差距巨大。下一步我国有必要增加核心技术方面的研发力量，着重研究兆瓦级风机的总体设计技术、能量转换效率高的叶片涉及技术、高可靠性齿轮箱研制技术、永磁多级地速发电机研制技术和整机控制系统设计技术。通过大量的科技研发为我国风机制造技术的自主化和高质量风电的可持续发展奠定技术基础。4.3 风电场管理控制系统
风电场管理控制系统是发展高质量风电的另一项重要技术。风电场管理控制系统通过对风电场所有风机实
时风资源的情况和发电情况进行集中统一管理，增加了风电场的客观性，有助于削弱风电出力的间歇性，产生高质量的风电。由于管理系统中包含有大量的当地气象信息，依赖于国外技术的风电场管理系统可能造成当地大量气象资料的外泄。据了解，安装GE 风机的风电场，风机生产厂家可以通过其管理控制系统后台程序远程调看国内风电场任一台风机所处位置的气象信息。因此，有必要开发具有自主产权的风电场管理控制系统，提高风电场的管控能力，提供高质量的风电。
4.4 风电功率预测技术
随着风电在电网中所占的比例不断增加，由于风电的随机波动性和间歇性，不仅给电能质量带来严重挑战，短期的风电功率的剧烈波动，对电力系统的调度和安全稳定运行有重要的影响。因此，提高风电功率预测能力，对于我国风电的发展意义重大。
风电功率预测的意义如下：
（1）用于经济调度，根据风电场预测的出力曲线优化常规机组的出力，从而减少系统的备用容量，达到降低电网运行成本的目的。
（2）根据风电出力变化规律增强系统的安全性、可靠性和可控性。
（3）在风电参与电力市场的系统中，优化电力市场中电力的价值。在电力市场中，风电场对风电功率进行预测，参与电力市场竞价；电网公司对风电功率进行预测，保证系统安全经济运行。
（4）便于安排机组检修和维护，提高风电厂容量系数。
5 风电功率预测技术
5.1国内外研究现状
国外在风电输出功率预测方面的研究工作起步比较早，早在上世纪七、八十年代，美国、德国、丹麦等国家由于风电场规模的不断扩大，已经开发了风电功率预测系统，应用于风电场中。早在 1990 年，Land berg 就建立一种基于机理推导的短期预测模式，采用类似欧洲风图集的推理方法开发了一套预测系统。其主要思想是把数值天气预报(NWP)提供的风速、风向，通过一定的方法转换到风电机组轮毂高度的风速、风向，然后根据功率曲线得到风电场的出力，并根据风电场效率进行修正。
国内主要的研究集中在理论探索方面，还未提出高精度风电功率预测系统。因为我国目前还没有专门用于风电场发电量短期预报的NWP ，所以己有的研究集中在用时间序列法、人工神经网络等方法进行提前几小时的预报。
5.2预测方法
目前，根据预测时输人量的不同主要可以分为物理模型预测和统计学模型预测两类。
基于物理方法的风电功率预测示主要根据数值天气预报系统的预测结果得到风速、风向、气压、气温等天气数据，然后根据风电场周围等高线、粗糙度、障碍物、温度分层等信息计算得到风电机组轮毂高度的风速、风向等信息，最后根据风电场的功率曲线计算得到风电场的输出功率，由于天气预报每天只更新几次, 因此这种模型通常适用于相对较长期的预测, 比如提前6小时。
统计学模型预测方法主要有卡尔曼滤波法、随机时间序列法[6-8]、人工神经网络法、模糊逻辑法等。其中卡尔曼滤波法[9]是在假定噪声的统计特性是比较困难的，随机时间序列法需要大量的历史数据局来建模, 但该方法只需知道风电场的单一风速或功率时间序列即可建立模型预测，人工神经网络法具有并行处理、分布存储与容错性等特征, 具有自学习、自组织和自适应能力, 对复杂问题的求解十分有效, 但存在训练速度慢等问题，单纯的模糊逻辑法用于风速预测, 效果往往不佳, 通常要与其他方法配合使用，如遗传算法、人工神经网络等。实际使用中单纯的用某一种方法进行预测得到结果往往不是很理想，因此常常会将上述方法中的某几种方法结合得到更好的预测结果。由于未引人数值天气预报（NWP ）的统计学模型对于提前3-4小时的风电功率预测结果是可以满足精度要求的, 但对于提前更长时间的预测结果, 精度是不够的。
5.3 时间序列法
时间序列(简称时序)是指按照时间顺序排列的一系列被观测数据，其其观测值按固定的时间间隔采样。时间序列由两个基本要素组成，一个是现象所属的时间，另一个事现象在各个不同时刻内所达到的水平。从数学角度看，时间t 也可以是其他有序变量，如空间。
时间序列是系统历史行为的客观记录，它包含了系统特征的全部信息，其表现为时间序列中数值的统计相关性。因此，我们可以通过研究时间序列的统计相关性，来揭示系统的动态特性及发展变化规律，这就是时间序列分析。。根据Box-Jenkins 方法, 可将随机时间序列的预测模型分类为: 自回归模型( AR) 、滑动平均模型( MA) 、自回归滑动平均模型( ARMA )，以及差分自回归滑动平均模型（ARIMA ）。
（1）AR(Auto Regressive) 模型是当前时刻的观测值由过去几个历史时刻的观测值和一个当前时刻的随机干扰来表示。时间
序列{}t X 中，AR （p ）可表示为：
1122t p t p t
t t x x x x ???ε---=++++
式中，
12,,,p
??? 为待定系数，
p 为
模型的自回归阶数，t ε为白噪声序列。
（2）MA （Moving Average ）模型是当
前时刻的观测值由称作随机干扰的白噪声序列的线性组合来表示，MA （q ）可表示如下：
1122t t t t q t q
x εθεθεθε---=++++
式中，
12,,,q
θθθ 为待定系数，q 为
模型的滑动平均阶数，
t ε为白噪声序列。
（3）实际中，为使模型有较大的灵活性，将AR 模型与MA 模型结合起来, 即为ARMA(Auto Regressive and Moving Average) 模型。ARMA(p,q)模型表示为：
11221122 t t t p t p t t q t q
x x x x ???θεθεθε------=+++----
式中，
12,,,p
??? 为待定系数，p 为
模型的自回归阶数，
12,,,q
θθθ 为待定系
数，q 为模型的滑动平均阶数，
t ε为白噪声
序列。 （4）差分自回归滑动平均模型（ARIMA ）
如果要详细分析比较复杂的时间序列，特别是对含有独立变量的时间序列进行预测时，上述三种模型无法满足要求，于是需要更强有力的模型。ARIMA(p,d,q)的模型中，p 为自回归阶数，q 为滑动平均阶数，d 为差分的阶数。ARIMA(p,d,q)模型形式类似于ARMA(p,q)模型，但数据必须经过特殊处理，特别是非平稳序列，需利用有限阶差分使序列平稳化。
图2：风电功率预测曲线
时间序列法的最大优点在于不必深究信号序列的产生背景，序列本身所具有的时序性和自相关性已经为建模提供了足够的信息，只需要有限的样本序列，就可以建立起相当高精度的预测模型，但其存在低阶模型预测精度低、高阶模型参数估计难度大的不足，因此，有时可将其与其它方法综合应用，图2为时间序列法预测功率曲线。
由于影响风电场输出功率的因素较多，要做出精确的预测有很大的难度，目前，关于风电场风速以及输出功率预测的研究还达不到令人满意的程度。
6 结语
大规模、高质量的风电是有利于电力工业长期可持续发展的。风电没有燃料成本，其主要成本来自设备制造。大规模的风电建设必将促进风电设备制造业的技术升级和大规模生产，从而有效促进风电价格的逐步下降，并影响电力工业和最终用户收益。必须高度重视风机控制技术、风电出力预测技术和风电场管理技术等风电相关关键技术的自主化研究，发展高质量的风电是我国风电大规模应用的必由之路。
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风电的发展现状及展望 Prepared on 24 November 2020
论文题目：我国风力发电的现状及展望
摘要 风是地球上的一种自然现象，全球的风能约为，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。其能量大大超过地球上水流的能量，也大于固体燃料和液体燃料能量的总和。在各种能源中，风能是利用起来比较简单的一种，它不同于煤、石油、天然气，需要从地下采掘出来；也不同于水能，必须建造大坝来推动水轮机运转；也不像核能那样，需要昂贵的装置和防护设备。另外，风能是一种清洁能源，不会产生任何污染。与其他新能源相比，风能优势突出：风能安全、清洁。而且相对来说，风能是就地取材，且用之不竭，在这一点上，风电优于其他发电。 关键词：风力资源丰富；风电安全且清洁；风能用之不竭 目录
第1章绪论 引言 气候变暖将对全球的生态系统、各国经济社会的可持续发展带来严重影响在尽量不影响生活水平的情况下，透过全球气候升高这个现象，我们现目前必须的意识到节能减排的重要性，而改变目前现状的最直接有效的方法就是选择清洁型（相对于煤石油等而言，对于植物动物等一系列生态环境污染相对而言较少甚至可以达到零的能源）能源来替代传统的火力发电。如：水能、太阳能、风能和核能等。风力发电是目前最快发现的最快的清洁能源，且风能是可再生能源。对它加以使用相对而言能使得时下大地所遭受的环境问题得到一定程度的改善，风力发电与传统发电进行相比较风力发电不会产生二氧化碳以及其他有害气体，所以对风能加以利用，这样能相对有效的改变目前世界所面临的环境问题，这样大大的避免造成臭氧空洞以及形成酸雨之类的自然危害，也有利于降低全球的气温。所以加大风力发电建设是改善现目前世界环境的一个有效途径。在国际上对于新能源的开发这一方面做了许多调查和研究，通过调查研究发现在这一方面德国是做的最好的，从上个世纪80年代末起至今，在德国的风电机组总功率即使已越过1万兆瓦的大关，并且已完成了近万个风力发电机组的安装，所占比例已达到了全球风力发电总量的1/3，然而数据研究表明德国近年来减少了约1700万吨的的温室气体排放，所以通过德国温室气体的排放量减少说明开发风力发电等新能源是减少全球气温升温和减少温室气体排放的有力途径。德国竭力用实际行动为《京都议定书》的减排目标迈出了一大步。我国在风力方面也有着相当丰富的资源，可被开发利用的风能储量约10亿kW左右。 本论文的研究背景及意义 根据气候变化专门委员会（IPCC）的调查研究并所给出的第三次评估报告提供的预测结果显示，预计到22世纪初大地平均气温或许会增高—℃。以及伴随着国民日常需求的的不断提高，经济的高速发展，国民的用电量也日益增长，伴随着电力结构的不断调整优化，技术装备水平的逐步提高，发电机组的不断增大以及技术装备水平的逐步提高。随着大自然给予我们不可再生能源的衰竭、对于用电量的不断升高、全球气温的升温以及生态环境的破坏，对于开发新能源发电已成为迫在眉睫的事情。而我国疆域广阔并且有着十分丰富的风力
第35卷第16期中国电机工程学报V ol.35 No.16 Aug. 20, 2015 4184 2015年8月20日Proceedings of the CSEE ?2015 Chin.Soc.for Elec.Eng. DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.16.022 文章编号：0258-8013 (2015) 16-4184-14 中图分类号：TM 315 故障电网下双馈风电系统运行技术研究综述 年珩，程鹏，贺益康 (浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027) Review on Operation Techniques for DFIG-based Wind Energy Conversion Systems Under Network Faults NIAN Heng, CHENG Peng, HE Yikang (College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang Province, China) ABSTRACT: Recently, grid-connected operations of doubly fed induction generators (DFIG) based wind energy conversion systems (WECS) under fault grids, especially the conditions of voltage dips and swells, negative sequence disturbances and harmonic distortions, have been the hot spot issues. From the viewpoint of grid codes and reliable operations, focused on the uninterrupted operation, the network support and the friendly connection, the key operation techniques of DFIG system were discussed under severe faults for a short time and light ones for a long time. Besides, the current investigation situation on the DFIG system was introduced, and then, the research tendency of DFIG system control considering the grid faults and disturbances was presented. KEY WORDS: doubly fed induction generator (DFIG); fault grid; abrupt voltage changes; negative sequence voltage disturbance; harmonic distortion; grid code 摘要：近年来，双馈感应风力发电系统在故障电网特别是电压骤变、负序扰动、谐波畸变下的运行控制技术，已成为风力发电系统中的研究热点。该文从各国风电并网规范、风机高效并网运行角度出发，列举了双馈风电机组在不脱网运行技术、电网支撑能力和友好并网技术等领域的关注焦点，探讨了电网短时严重故障和长期轻微故障中双馈风电机组运行的关键问题与核心技术，比较了现有双馈风电系统的控制方案，并预测了其发展趋势，给出了潜在的研究方向。 关键词：双馈感应风力发电机；故障电网；电压骤变；负序扰动；谐波畸变；并网规范 0 引言 随着风力发电技术及风电装备制造水平的快速发展，风能已经成为最具规模化应用前景和商业化开发潜力的可再生能源。根据我国于2012年发 基金项目：国家自然科学基金项目(51277159)。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (51277159).布的《可再生能源“十二五”规划》的总体目标，到2015年，各类可再生能源在能源消费中的比重要达到9.5%以上，其中累计并网运行风电容量达1亿kW，海上风电为500万kW[1]。因此，促进风电产业科学发展、实现风电场的合理布局已成为我国保障能源安全和优化能源结构的重要抉择。然而，受限于可再生能源开发密集区与用电负荷中心区域的逆向分布特点，导致了处于电网末端大型风电场的电能需通过高压远距离输电走廊才能送达负荷中心[2]，这种风电能量的大规模集中输送方式易造成风电机组并网运行安全故障。近年来，甘肃玉门风电场、宁夏贺兰山风电场等大规模风电场脱网事故，暴露了大型风电场的集中接入方式给电力系统安全、稳定、高效运行带来的冲击与挑战[3-4]。 为提升电网对风电的接纳能力、规范风电机组并网运行方式，世界各国纷纷制定出台了相应的风电并网接入导则，对风电机组运行的安全性、稳定性提出了严格要求[5-8]，主要体现在以下方面：1）风电系统应能有效抵御电压骤变、负序扰动、谐波畸变等各类短时及长期电网故障；2）风电机组应为电网提供必要的电压、频率支持，增强电网稳定性。我国立足于本国电网结构、可再生能源配比等实际情况，在广泛征求风电设备制造商、风电场运营商等各方面意见的基础上，于2012年颁布实施了《风电场接入电力系统技术规定》，要求风电机组在20%的机端电压条件下实现不脱网连续运行至少625ms，同时能承受长期2%的电压不平衡度、短时4%的电压不平衡度以及4%的并网电压谐波畸变率，并为故障电网提供无功电流支持[5]。可以预见，在不久的将来，风电机组将由原来单纯自身保护的受端系统，逐渐转变为含有辅助服务功
毕业设计文献综述 题目：立轴风力发电机 学生姓名：李春鹏学号：090501224 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：刘恩福 2013年2月27日
一、摘要 风能利用技术的快速发展已使风能成为目前最重要的一种可再生资源。现有的风能转化系统大部分将风能通过风力机装置转化为机械能，然后通过电机转化为电能，通常风力机按风轮旋转轴在空间的方向，分为水平轴风力机（HorizontalAxis Wind Turbine简称为HAWT）和立轴风力机（Vertical Axis Wind Turbine简称为VAWT）两大类，达里厄型（Darrieus）风力机为立轴风力机的典型机型。立轴风力机由于其结构和气动性能的独特优势，越来越被人们重视。变速风力机可以在很大的风速范围内工作，而且能最大限度的捕获风能，提高风力发电机的效率，而成为当前该领域的研究热点。本文以大型变速立轴风力机为研究对象，风力机为典型的达里厄型风力机，直接驱动永磁同步电机发电。通过建立风力机气动性能评估模型、传动系统模型、电机以及控制系统的模型，并在MATLAB/SIMULINK进行仿真模拟，得到风力机在各种工况下的运行情况，并实现了最大风能追踪的算法。 变速风力发电机提高了风能利用率，但增加了控制系统的难度，本文对最大风能追踪策略的理论进行分析研究。分析了达里厄型风力机的气动性能评估模型，该模型是基于叶素动量理论的双多流管模型，考虑了达里厄型风力机旋转时叶片对风轮下盘面流动干涉的特性，以及翼型动态失速、气动阻力的影响，对1MW达里厄型风力机进行计算分析，得到了该风力机的气动性能，如风力机在各风速下的气动转矩与转速的关系，以及在各风速下的气动功率与转速的关系，为仿真模拟提供基础。根据仿真的需要分别建立了风力机传动系统模型、永磁同步电机模型、最大功率跟踪算法等模型。永磁同步发电机在同步旋转轴下建立，并对同步电机的解耦控制做了分析，最大功率跟踪算法采用尖速比控制方法。最后在MATLAB/SIMULINK中且搭建了整个系统的仿真模型，对1MW 达里厄型风力机低风速气动、高风速刹车、额定风速下变风速运行等工况进行了仿真模拟。通过模拟得到风力机在各种工况下的运行情况，实现了最大风能追踪的算法，采用尖速比的控制方法追踪最大风能的效果显著，为进一步立轴风力发电机控制系统的设计提供依据。 ABSTRACT The rapid progress on wind energy conversion technology has made wind energy tobe one of the most important renewable and sustainable energy.Current wind energy conversion system translates the wind energy to mechanical energy by wind turbine,and then converts it to electricity by generator.According to the direction of the revolving shaft in space,wind turbine includes two types,one is horizontal axis wind turbine(HAWT for short),and the other is vertical axis wind turbine(VAWT for short),thevertical axis wind turbine is famous for Darrieus type.There has been growing attention to vertical axis wind turbine for its unique structural and aerodynamic advantages.As variable speed wind turbine works at larger ranger of wind speed,utilizes much more wind energy,Improve the efficiency of wind turbines.So it has become the hot topic in the field.This paper is basic on large variable speed vertical axis wind turbine.The wind turbine is Darrieus type,and it dives permanent magnet synchronous generator directly.Through establishment of aerodynamic performance evaluation model,dive-train model,generator and control system model,and simulating of the wind turbine system model in MATLAB/SIMULINK,we can obtain the performance of wind turbine in a variety of conditions,and achieve the algorithm of Maximum Power Point Tracking. Although variable speed wind turbine Improve the efficiency it Increase the difficulty of the control system.The Maximum Power Point Tracking control Strategy theory is analyzed in this paper.The aerodynamic performance evaluation model is established,it's the double-disk multiple stream-tube model in the framework of blade element momentum theory,the airfoil dynamic stall effect and aerodynamic losses were included.we obtained the aerodynamic performance by calculating for the1MW Darrieus vertical axis wind turbine,such as the relationship between aerodynamic torque and rotating speed at different wind speed,the relationship between aerodynamic power and rotating speed at different wind
2017年中国风力发电行业现状及未来发展趋势分析 风能是一种淸洁而稳定的新能源，在环境污染和温室气体排放日益严重的今天，作为 全球公认可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳经济增长的方案，得到各国政府、 机构和企业等的高度关注。此外，由于风电技术相对成熟，且具有更高的成本效益和资源有 效性，因此，风电也成为近年来世界上增长最快的能源之一。 1、全球发展概况 2016年的风电市场由中国、美国、徳国和印度引领，法国、上耳其和荷兰等国的表现 超过预 期，尽管在年新增装机上，2016年未能超过创纪录的2015年，但仍然达到了一 个相当令人满意的水平。根据全球风能理事会发布的《全球风电发展年报》显示，2016年 全球风电新增装机容量 54.600MW,同比下降14.2%,英中，中国风电新增装机容量达 23328MW （临时数据）,占2016年全球 风电新增装机容量的42.7%o 到2016年年底， 全球风电累计装机容量达到486J49MW,累计同比增长 12.5%。其中，截至2016年底, 中国总量达到16&690MW （临时数据），占全球风电累计装机总量的34.7%。 2001-2016年全球风电装机置计容量 450.000 400.000 350.000 300.000 土 250.000 W 200.000 150,000 1W.OOO 50.000 数据来源：公开资料整理 ■ ■ ■ ■ ■ 11 nUr l ■蛊计装机容蚤
按照2016年底的风电累计装机容量计算，全球前五大风电市场依次为中国、美国、徳国、印度和西班牙，在2001年至2016年间，上述5个国家风电累计装机容量年均复合增长率如下表所示： 数据来源：公开资料整理 2、我国风电行业概况 目前，我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。根据全球风能理事会（Global Wind Energy Council）统讣数据，全球风电累计装机容量从截至2001年12月31 日的23.9OOMW增至截至2016年12月31日的486.749MW,年复合增长率为22.25%, 而同期我国风电累计装机容量的年复合增长率为49.53%,增长率位居全球第一：2016年，我国新增风电装机容量23328MW （临时数据），占当年全球新增装机容量的42.7%,位居全球第一。 （1）我国风能资源概况 我国幅员辽阔、海岸线长,陆地而积约为960万平方千米,海岸线（包括岛屿）达32,000 千米，拥有丰富的风能资源，并具有巨大的风能发展潜力。根据中国气象局2014年公布的最新评估结果，我国陆地70米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为72亿千瓦，风功率密度达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为50 亿千瓦；80米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为102亿千瓦，达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为75亿千瓦。 ①风能资源的地域分布 我国的风能资源分布广泛，苴中较为丰富的地区主要集中在东南沿海及附近岛屿以及北部（东北、华北、西北）地区，内陆也有个别风能丰富点。此外，近海风能资源也非常丰富。 A. 沿海及其岛屿地区风能丰富带：沿海及其岛屿地区包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省（市）沿海近10千米宽的地带，年风功率密度在200瓦/ 平方米以上，风功率密度线平行
风力发电现况以及未来发展趋势 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。 一、国外发展状况 目前，中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表1所示，截止2005年12月31日世界装机容量已达58,982MW，年装机容量为11,310MW，增长率为24%；风力发电量占全球电量的1%，部分国家及地区已达20%甚至更多。2005年世界风电累计装机容量最多的十个国家见表2，前十名合计，约占世界总装机容量的%。2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势：有11个国家的装机容量已高于1,000MW，其中7个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙），3个亚洲国家（印度、中国、日本），还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量，其增长率为48%[5]。2002年欧洲风能协会（EWEA）与绿色和平组织（Greenpeace International）发表了一份标题为“风力 12（Wind Force 12）”的报告，勾画了风电在2020年达到世界电量12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测，而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排CO2等温室气体的要求，论证了风电达到世界电量12%的可能性。 二、国内发展现状 经过前几年的低谷期，国内的风电市场正在迎来新的发展期，特别是在节能减排、环境治理的趋势下，国家出台的一系列政策，使得风电产业站上了风口。 （一）我国风电发展进入新阶段 风电是资源潜力大、技术基本成熟的可再生能源。近年来，全球资源环境约束加剧，气候变化日趋明显，风电越来越受到世界各国的高度重视，并在各国的共同努力下得到了快速发展。据世界风能协会统计，截至2013年年底，世界上开发风能的国家已经达到103个，年发电量达到6400亿千瓦时，占全球总电力需求的4%。我国可开发利用的风能资源十分丰富，在国家政策措施的推动下，经过十年的发展，我国的风电产业从粗放式的数量扩张，向提高质量、降低成本的方向转变，风电产业进入稳定持续增长的新阶段。2003年底，我国风电装机只有50万千瓦，排名世界第十。2013年我国新增风电装机容量1610万千瓦，占当年世界新增容量的45%；累计装机容量突破9000万千瓦,占世界累计装机容量的28%，两项指标均居世界第一?2013年我国新增风电并网容量1449万千瓦；累计并网容量达到7716万千瓦，占全国电源总装机容量的%。今年1至9月，我国风电新增并网容量858万千瓦；到9月底，累计并网容量8497万千瓦，同比增长22%。预计到今年年底我国风电累计并网容量可达到1亿千瓦，从而提前一年完成“十二五”规划目标，风电发电量占全国总发电量的比重也将由2008年的%增长到%，连续两年超过核电，成为国内继火电、水电后的第三大主力电源。 （二）财政优惠 根据财政部文件，为鼓励利用风力发电，促进相关产业健康发展，自2015年7月1日起，对纳税人销售自产的利用风力生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策。中国可再生能源学会秘书长秦海岩对中国证券报记者表示，这项政策实际并非新政，2001年相关主管部门在对资源综合利用目录的增值税征收政策进行规范时，就提到了风电也是“减半征收”。但“减半征收”在操作层面比较复杂，因此，相关主管部门在2008年的文件中提出即征即退50%。现在只是为了重新梳理政策，把之前的资源综合利用的目录作废，并对风电提出来单独进行了规范说明。 分析人士表示，这实际上是之前风电增值税优惠政策的延续。今年以来，从国家发改委、国家能源局到国家电网公司，再到新能源装机大省的地方政府都在围绕风电发展给予多方面的支持。今年4月28日，国家能源局公布“十二五”第五批风电项目核准计划，项目共计3400万千瓦，超出业界预期；5月下旬，国家能源局发布了《关于进一步完善风电年度开发方案管理工作的通知》，对于弃风限电比例超过20%的地区、年度开发方案完成率低于80%的地区，不安排新项目。 （三）风电企业业绩逐步向好 近期，A股风力发电板块展示出了高景气度。截至7月1日，A股风力发电概念板块23家公司（以设备制造商为主）中，有9家已预告或发布中报业绩情况，除1家净利润变动幅度为负，其余8家净利润增幅在24%至350%之间。其中，
随着经济高速发展对电能依赖程度的加剧，电力系统的规模不断增大，结构日趋复杂。电能生产、传输与消费环节之间的强耦合性使得针对局部扰动的不恰当处置可导致影响范围扩大，甚至诱发恶性连锁反应，酿成大面积停电事故。近年来，由于可再生能源发电大规模接入电力系统以及强随机、突发性极端自然灾害的频发，发生这种大面积停电的风险还有逐步增大的趋势。自2003年美加大停电之后，发生在我国和巴拉圭、巴西、日本、印度等国的大面积停电事故已经充分说明：大停电是现代电力系统必须面对的严重威胁[1]。在加强电网建设和管理的同时，研究大停电事故后局部孤立系统的快速恢复，对减少事故带来的经济损失和社会动荡具有极其重要的意义。 作为系统恢复的核心环节,网架重构的主要任务是高效利用系统中有限的启动功率，通过优化骨干机组及关键线路的投运顺序，争取在尽可能短的时间内最大化系统的有功出力,减小重要负荷的停电损失。就大系统的总体重构策略而言，主要分为子系统内的串行恢复和不同子系统间的并行恢复，通过二者的协调配合保证全网恢复的同步[2-4]。作为子系统内重构过程的基础，事故后的机组恢复顺序优化问题率先受到国内外研究者的关注。20世纪90年代，基于知识库的专家系统、层次分析等定性分析与定量求解相结合的方法已被相继用来制定机组恢复方案[5，6]。为了提高方案的客观适用性，文献[7]将机组顺序优化等效为多约束条件的背包问题，采用数据包络分析模型和回溯算法进行定量求解。文献[8]进一步引入二进制和线性决策变量，将问题简化为混合整数线性优化问题，可求得所有机组初始启动顺序的最优解。顺利重建网架不仅需要合理安排机组的恢复顺序，还需要关注送电路径的优化。文献[9-11]利用复杂网络的拓扑特性指导网架重建过程中关键线路的筛选。文献[12]将机组启动时间限制引入恢复路径的优化过程。文献[13]将送电路径优化与节点重要性评价进行解耦，提出针对网络重构过程的通用送电路径优化模型。由于机组和线路的投运在网架重构的主要阶段彼此交织、相互影响,为了将二者的优化过程统一起来，文献[14]采用改进支路权值后的综合优先级指标，以恢复时间最短为目标优化发电机的启动顺序。文献[15]采用计及恢复机组发电容量和线路相对重要程度的机组恢复效益指标确定最优重构网络。文献[16]提出了基于改进节点重要度和恢复路径评价方法的多目标双层重构优化模
海上风力发电及变桨距系统的心得体会毕业设计(论文)开题报告 题目：海上风力发电变桨伺服系统设计学院：电气信息学院 专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导老师： xx年 3月 15日 开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的 __应不少于10篇（不包
括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的 __应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。 4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。 毕业设计（论文）开题报告 毕业论文 题目：海上风力发电变桨伺服系统 学院：电气信息学院专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：导师姓名：完成日期： xx年6月 诚信声明 本人声明： 1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；
2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料； 3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名：日期：年月 湖南工程学院 毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：海上风力发电变桨伺服系统设计姓名系别电气信息学院专业电气工程及其自动化班级学号 指导老师教研室主任谢卫才 一．基本任务及要求： 本设计以海上风力发电变桨伺服电机为控制对象研究其控制系统的设计方法。主要设计内容为：①掌握变桨伺服电机的原理、结构； ②研究变桨伺服电机控制方法；③完成调速系统主电路结构和原理设
风能资源作为一种可再生能源取之不尽，中国更是风能大国，据统计中国风能的技术开发量可达3亿千瓦-6亿千瓦，而且中国风能资源分布集中，有利于大规模的开发和利用。 据考察中国的风能资源主要集中在两个带状地区，一条是“三北（东北、华北、西北）地区丰富带即西北、华北和东北的草原和戈壁地带；另一条是“沿海及其岛屿地丰富带，即东部和东南沿海及岛屿地带。 这些地区一般都缺少煤炭等常规能源并且在时间上冬春季风大、降雨量少，夏季风小、降雨量大，而风电正好能够弥补火电的缺陷并与水电的枯水期和丰水期有较好的互补性。 一、风电发展现状据统计，从2017年开始，中国的风电总装机连续5年实现翻番，截至2017年底，中国以约4182.7万千瓦的累积风电装机容量首次超越美国位居世界第一，较瓦，到2020年可达1.5亿千瓦。 （二）风电投资企业风电投资企业包括开发商与风电装机制造企业。 从风电开发商的分布来看，更向能源投资企业集中，2017年能源投资企业风电装机在已经建成的风电装机中的比例已高达90%，其中中央能源投资企业的比例超过了80%，五大电力集团超过了50%。 其他国有投资商、外资和民企比例的总和还不到10%，地方国有非能源企业、外企和民企大都退出，仅剩下中国风电、天润等少数企业在“苦苦挣扎，当年新增和累计在全国中的份额也很小。
从风电装机制造企业来看，主要是国内风电整机企业为主，2017年累计和新增的市场份额中，前3名、前5名和前10名的企业的市场占有率，分别达到了55.5%和发电；由沈阳工业大学研制的3mw风电机组也已经成功下线。 此外，中国华锐、金风、东汽、海装、湘电等企业已开始研制单机容量为5mw的风电机组。 中国开始全面迈进多mw级风电机组研制的领域。 2017年，国际上公认中国很难建成自主化的海上风电项目，然而，华锐风电科技集团中标的上海东海大桥项目，用完全中国自主的技术和产品，用两年的时间实现了装机，并于2017年成功投产运营，令世界风电行业震惊。 （四）风电场并网运行管理目前，风电并网主要存在两大问题：风电异地发电机组技术对电网安全稳定产生影响、风的波动性使风电场的输出功率的波动性难以对风电场制定和实施准确的发电计划。 它们使得风电发展受到严重影响。 对于这种电力上网“不给力的现况，国家和电网企业都在积极努力地解决好风电基地电力外送问题，除东北的风电基地全部由东北电网消纳和江苏沿海等近海和海上风电基地主要是就地消纳之外，其余各大风电基地就近消费一部分电力和电量之外的电力外送的基本考虑是：河北风电基地和蒙西风电基地近期主要送入华北电网；2020年前后需要山东电网接纳部分电力和电量；蒙东风电基地近期送入东北电网和华北电网；甘肃酒泉风电基地和新疆哈密风电基地近期送入
12 用资源，建立统一的中小企业外部诚信信息发布平台；配合银行部门加大对中小企业进行信用评级，评价结果作为中小企业贷款时商业银行认可的信用标准和必备条件，以期降低融资成本，缩短放贷时间。 3.6 打造良好金融环境 营造“守信光荣、失信可耻”的道德氛围，大力宣传一批诚实守信的中小企业典型，同时强化公正执法环境，执法部门应加大对逃、赖、废金融债务行为的惩罚力度，为金融环境提供强大的法治保障。参考文献 [1] 白金花．中小企业融资渠道拓展探析[J]．中国高新技术企业，2010，（34）． [2] 宋德荣．我国中小企业融资问题研究[D]．中国海洋大学， 2010． [3] 姚益龙．中小企业融资问题研究[M]．北京：经济管理出 版社，2012． 作者简介：殷慧琴（1974-），女，江西吉水人，供职于江西省吉水县统计局。 （责任编辑：王书柏） 随着世界经济的不断发展和科学技术水平的不断提高，人类的生活水平也随之提高。经济发展、科学进步、人们生活水平的提高，都需要能源的大力支持，这也导致全球能源消耗的快速增长。根据相关数据显示，到2020年全球的能源消耗将再增长50%～100%。由此可以看出，能源的消耗造成的气体对地球的温室效应的影响也在不断扩大，为人类带来严重后果。 针对这一现象，人们也陷入了深思：如何才能建立一个可持续发展的社会环境？因此，节约能源也成为了各国关注的话题。人们逐步将眼光转向了清洁发电的方法。 在清洁发电的方法中，风力发电无论从技术层面，还是实际操作方面，都是最成熟的发电方法之一。相对于消耗煤炭和石油的老旧方式，风力发电既不消耗任何能源，又能减排二氧化碳等污染物，净化空气。同时，风力发电在新能源领域中，不仅可以调整电力工业结构，也是极具商业开发规模的发电方式。因此，许多国家已将风电发展作为国家可持续发展的重头戏。 1 风电发展历史与现状 第一台风力发电机的雏形形成于丹麦，虽然是电力方面的重大发展，但因技术的不完善、经济支 风力发电的发展现状与关键技术研究综述 王海峰 （广东电网公司湛江供电局，广东 湛江 524005） 摘要： 文章主要论述了国内外风电最新的发展现状和风力发电的关键技术最新研究进展，并对风电技术中的功率控制技术和风电功率预测做了重点论述。另外，在其中简要介绍了全球风电的发展概况、中国风能资源分布情况等相关内容。文章有助于对风电发展全面了解和深入掌握。关键词： 风力发电；风电技术；功率控制；风电功率预测中图分类号： TM614 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）33-0012-03 2012年第33/36期（总第240/243期）NO.33/36.2012 （CumulativetyNO.240/243）
风力发电机状态监测与故障诊断技术综述 摘要：随着信息技术发展速度的不断加快，信息技术的应用范围也开始变得越 来越广了，在新能源领域信息技术得到了非常好的应用，风力发电技术作为新能 源领域中的一个非常重要的组成部分，其的故障诊断技术和发电机状态监督在风 力发电运行过程中发挥的作用是非常重要的。本文就风力发电机故障诊断技术和 状态监督进行分析，希望能够在一定程度上促进我国风力发电行业的发展。 关键词：风力发电；发电机；状态监测；故障诊断；机械故障；电气故障； 振动故障 目前我国风力发电技术在发展过程中仍旧存在着很多的问题，其中对风力发 电影响最大的就是风力发电机故障诊断技术和状态监测这两个问题。要想让风力 发电产业得到更加快速的发展，故障诊断监测系统必须要对发电机各个零件的运 行状态进行实时监督，只有这样才能够及时的根据风力发电机的电压、温度、震 动来对发电机的状况进行准确的诊断，才能够在发电机出现问题的第一时间就能 够及时的找到解决办法，我国风力发电机的运行效率才能够得到提升。 １风力发电机常见运行故障监测及诊断 双馈风力发电机常见运行故障可分为机械故障和电气故障２类：机械故障包 括发电机振动过大、轴承故障、轴系不对中故障、转子质量不平衡故障、机座松动、转子偏心故障等；电气故障包括线圈短路、绝缘损坏、气隙不均衡、三相不 平衡等。 1.1机械故障信号监测与诊断 通常可通过监测发电机的振动、温度、转速等信号诊断发电机轴承故障、轴 系不对中、转子质量不平衡、机座松动、转子偏心等机械故障。 一旦发电机在运行的过程中出现故障的化，我们可以通过发电机输出的电流、功率、电压等的不同频率来对发电机的故障进行分析。如果是发电机的轴承出现 问题的话，那么番点击在进行运行的过程中就非常出现高频率的震动，一般情况 下发动机出现故障的高频率震动，是发动机正常震动的一千多倍，如果发动机故 障过于严重的话，那么发动机的震动可能就会变得更严重，这个时候故障诊断系 统就可以通过振动传感器来获取外界的信号，才能够及时的发动机的故障机进行 处理。 1.2电气故障信号监测与诊断 如果是发动机电气出现问题的话，那么故障检测系统在对发电机进行检测的 过程中，就可以通过对发电机定子线圈的电压、温度等来对发电机的故障进行判断，能够引起发电机电气出现故障的原因主要有相间短路、匝间短路、和层间短 路等，因此一旦发现是翻地啊你电气出现故障的化，就会重点对发电机进行短路 检测。在进行故障诊断的过程中，我们可以通过发电机的电压和电流、转子扭矩 来对发电机的运行状态进行测量。 如果通过检测我们发现时由于相间短路的原因导致发电机再出现故障问题的话，我们就可以发现发电机的温度和电磁场都会发生非常大的变化，故障的特征 也会随着时间的增加而变得特别明显。要想快速的检测出发电机出现故障的原因，我们科技直接对发电机的振动、温度和电流进行采集，这样就能够在最短的时间 之内诊断出发电机短路故障了。相间短路一般主要包括三相短路、单相短路、两
风力发电的现状和前景 1 2 许文石沂东刘博高海松冯东洋 3 （华北电力大学，河北，保定 071000） 4 摘要本文主要针对我国还有世界的风力发电的发展历程进行了阐述, 文章 5 首先介绍了全球风力发电的现状,分析了风力资源的能量总量和分布情况, 讨 6 论了各国目前的装机容量, 并具体讨论了利用风能发电所涉及实际技术的产生 与运用, 介绍了国内外使用风能的现状和发展趋势, 并对风电系统中所采用发7 8 电机的性能、风力发电系统的类型、风电系统中所采用发电机的性能与特点以 9 及未来风力发电技术的发展趋势进行了详细深入的探讨，为更好地了解国内外 风力发电的现状与前景提供了参考。 10 11 关键词风能; 我国风能资源; 风能的开发和利用; 风电转换; 风力发 12 电。 13 Advances and Perspectives in the Application of Wind Energy 14 Xu Wen Shi Yidong Liu Bo Gao Haisong Feng Dongyang 15 North China Electric Power University Abctract This paper explores the feasibility of extensive use of wind 16 17 energy proposed by our country’s environmental protection organizations. 18 Through introduction of the mechanism of wind energy and the total amount 19 and distribution of wind energy resources in our country, and alternative 20 direct application of wind energy is discussed. In the paper, the wind 21 power generation and its relative technology are reviewed including 22 performance and feature of generators applied in wind power generation 23 system, and development tendency of future wind power generation 24 technology, which providing references for well learning about the
我国风力发电的发展现状 我国是世界上风力资源占有率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一，据资料统计，我国10m 高度层风能资源总量为3226 GW ，其中陆上可开采风能总量为253 GW ，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000 GW 。如果风力资源开发率达到60% ，仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。 我国利用风力发电起步较晚，和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距，风力发电是20 世纪80 年代才迅速发展起来的，发展初期研制的风机主要为1 kW 、10 kW 、55 kW 、220 kW 等多种小型风电机组，后期开始研制开发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛推广应用，目前有的风机已远销海外。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW 级风电场。截止2007 年底，我国风机装机容量已达到6.05 GW ，年发电量占全国发电量的0.8% 左右，比2000 年风电发电量增加了近10 倍，我国的风力发电量已跃居世界第5 位。 1.1 小型风电机组的发展 目前，我国小型风力发电机组技术已相当成熟，建设速度也较快，特别是5 kW 以下风力发电机组的制造技术成熟，已大量使用，并达到批量生产的要求。100 、 200 、300 、500 W 及1 kW 、2 kW 、5 kW 的小型风力发电机，年生产能力可达到5 万台以上。 1.2 大型风电机组的发展
我国大型风电机组的开发研制工作也正在加快。我国大型风电机组基本上依赖进口，通过多年来的开发研制，如今，大型风电机组的主要部件已基本实现国产化，其成本比进口机组低20% ～30% ，国产化是我国大型风电机组发展的必然趋势。我国的大型风电机组从建设之初的山东荣成第一个风力发电场开始，到后来的广东南澳4 台250kW 机组、辽宁营口安装660 kW 风电机组、黑龙江富锦单机960 kW 机组，再到即将在山西、山东、江苏等地安装的大型机组，我国已建成一大批大型风力发电场，使我国风力发电迈上了一个新台阶。 我国风能资源虽然蕴藏丰富，但由于经济实力和技术力量还远不及发达国家，故我国的风力发电普及率还很低。在我国，还有一些无电村，其中部分地区风能资源丰富，应开发利用风力发电。 2 国外风力发电的发展状况 风能的开发利用在国外发达国家已相当普及，尤其在德国、荷兰、西班牙、丹麦等西欧国家，风力发电在电网中占相当比重。20 世纪70 年代发生了世界性的能源危机，欧美国家政府加大补贴投入，鼓励开展风力发电事业。1973 年联邦德国风能资源投入30 万美元，到1980 年投资就增至6800 万美元；美国20 世纪80 年代初期安装了1700 多台风电机组，总装机容量达到3 MW ；1979 年丹麦能源部决定给风轮机设备厂投入补贴，政府拨款建立小型风轮机试验中心，承担发风轮机许可证任务。到20 世纪80 年代末，全球共有大型风轮机近2 万台，总装机容量2 GW 。国际市场风力发电成本不断降低，有些条件较好的风力发电场，机组发电成本仅为8 美分/kWh ，风场运行维修费为1.5 美分/kWh 。从当前世界风力发电情况来看，无论从风机容量投资、年发电量、运行费用及运行稳定性等指标衡量，200 ～500 kW 的中型风电机组都具有较大竞争