风力发电调研报告(精选多篇) 第一篇：2014-2014年中国新疆风力发电行业全景调研与投资战略报告
2014-2014年中国新疆风力发电行业全景调研与投资战略报告报告链接：
报告目录第一章风能资源的概述1.1风能简介1.1.1风能的定义1.1.2风能的特点1.1.3风能密度
第二章
1.1.4风能的利用方式1.2中国的风能资源与利用1.
2.1中国风能资源的形成及分布1.2.2中国风能资源储量与有效地区1.2.3中国风能开发应用状况1.2.4风能开发可缓解中国能源紧张1.2.5风能开发尚不成熟1.3风力发电的生命周期1.
3.1生命周期1.3.2风力发电机组组成1.3.3各阶段环境影响分析1.3.4综合分析与比较中国风力发电产业的发展2.1全球风力发电的总体分析2.1.12014年世界风力发电产业概况2.1.22014年欧盟风力发电产业发展分析2.1.32014年世界各国积极推进风电产业发展 2.1.42014-2014年全球风电市场预测2.2中国风电产业的发展综述2.2.1我国风电产业发展回顾2.2.2中国风电产业日益走向成熟 2.2.32014年我国风力发电能力排名世界第五2.2.42014年中国风电装机总量突破1300万千瓦2.2.5国内风电市场发展常态机制的构成2.2.6风电市场发展机会与竞争并存2.2.7中国
大力发展海上风力发电 2.3中国风力发电产业发展面临的问题 2.3.1风电产业繁荣发展下存在的隐忧 2.3.2中国风电产业存在硬伤 2.3.3国内风电发展面临的困难2.3.4阻碍风电产业发展的四道槛2.3.5风电产业突破瓶颈还有待时日 2.4中国风力发电产业的发展策略 2.4.1中国风电产业的出路分析2.4.2国内风电发展的措施2.4.3改善产业环境加快风电步伐
第三章2.4.5技术是推动风力发电发展的动力2.4.6风电市场的发展需加大电网建设的投入中国风力等新能源发电行业相关经济数据分析 3.12014-2014年中国风力等新能源发电业总体数据分析3.1.12014年我国风力等新能源发电业全部企业数据分析3.1.22014年我国风力等新能源发电业全部企业数据分析 3.1.32014年我国风力等新能源发电行业全部企业数据分析3.22014-2014年我国风力等新能源发电业不同所有制企业数据分析
分析
分析
析
析
第四章
3.2.12014年我国风力等新能源发电业不同所有制企业数据3.2.22014年我国风力等新能源发电业不同所有制企业数据 3.32014-
2014年我国风力等新能源发电业不同规模企业数据分析3.3.12014年我国风力等新能源发电业不同规模企业数据分 3.3.22014年我国风力等新能源发电业不同规模企业数据分新疆风力发电产业发展分析 4.1新疆风能资源概述4.1.1新疆的风向及有效风能密度4.1.2新疆的风速4.1.3新疆主要风区4.2新疆风电产业发展概况4.2.1新疆加快风电资源的开发领用4.2.2新疆风电产业总体发展分析4.2.3新疆风力发电产业发展迅猛4.2.42014年新疆五大风区发展壮大4.2.52014年新疆掀起风电开发热潮4.2.6发展风力发电对新疆电网的影响4.3新疆风力发电重大项目进展状况 4.3.12014年初华电小草湖风电项目并网发电4.3.22014年阿拉山口风电项目开发协议签订4.3.32014年南疆首个风电项目落户库车 4.3.42014年初阿勒泰金风布尔津风电场并网发电4.3.52014年初新疆塔城风力发电场建成4.4新疆达坂城风电场4.4.1新疆达坂城风力发电场介绍4.4.2达坂城风电场成为发展洁净再生能源样本 4.4.32014年达坂城风电三场清洁发展机制基金获签4.5新疆风电产业发展存在的问题及对策4.5.1新疆风电产业存在的主要问题4.5.2新疆风能资源开发利用面临的挑战4.5.3新疆风电产业的主要发展策略4.5.4推动新疆风力发电科学发展的战略举措
5.1乌鲁木齐5.1.1乌鲁木齐风能资源丰富5.1.2乌鲁木齐风电产业发展进入战略机遇期5.1.32014年乌鲁木齐风能企业扩能5.1.42014
年乌鲁木齐风电产业园产值将达100亿5.2吐鲁番5.2.1吐鲁番风电开发快速发展5.2.22014年吐鲁番风力发电场建设紧张进行第六章
5.2.3吐鲁番计划对三十里风区进行风电开发5.2.42014年吐鲁番风电装机容量将超1500万千瓦5.3阿勒泰5.3.1阿勒泰风能资源开发潜力巨大5.3.2风力发电为阿勒泰供电平衡作出贡献5.3.32014年阿勒泰哈巴河县风力发电场开建 5.3.42014年阿勒泰风电产业持续健康发展5.4哈密5.4.1哈密风能资源的开发利用5.4.2哈密地区风力发电发展迅速5.4.32014年哈密千万千瓦级风电基地开发启动5.4.42014年哈密风电装机规模可达2014万千瓦风电设备的发展
6.1国际风电设备发展概况6.1.1世界风电设备制造业快速发展6.1.2世界风电设备装机容量分地区统计 6.1.32014年全球风电机组供求趋于平衡 6.1.4欧洲风能设备市场竞争逐渐激烈 6.1.5英美两国风电设备的概况 6.2中国风电设备产业的发展6.2.1中国风电设备行业发展研析6.2.2中国风电设备制造异军突起 6.2.3风电设备市场迎来高速增长期 6.2.4风电设备行业现状及企业发展分析 6.2.5国内风电市场额被国外企业瓜分6.3新疆风电设备产业的发展6.3.1新疆风电产业发展拉动设备制造业6.3.2新疆风力发电设备市场需求旺盛6.3.3新疆全力打造风电设备制造基地6.3.42014年新疆风电机组出口古巴6.3.5中外风电设备企业争相布局新疆市场 6.4相关风电设备及零件发展分析 6.4.1
风电制造业遭遇零部件掣肘6.4.2风电机组发展状况分析6.4.3中国风电机组实现自主研发大跨越6.4.4中国风机市场发展及竞争分析第七章6.4.6风电轴承业市场及企业分析6.5风电设备产业发展存在的问题及对策 6.5.1中国风力发电设备产业化存在的难题 6.5.2风电设备制造业应警惕泡沫的存在 6.5.3发电设备国产化水平不高制约风电产业发展6.5.4国产风电设备突围的对策6.5.5中国风电设备制造技术发展出路分析风力发电的成本与定价
第八章
7.1中国风力发电成本的概况7.1.1风电成本构成7.1.2中国加快风电发展降低成本迫在眉睫7.1.3中国风电成本分摊问题亟需解决7.1.4降低风力发电成本的三条基本原则7.2中国风力发电电价的综述7.2.1中国风电电价政策探析7.2.2电价附加补贴将到位加速风电发展7.2.32014年国内风电价格远低于光伏7.2.4中国风电价格形成机制背后的隐患7.2.5中国风电价格落后市场需求7.3风电项目两种电价测算方法的分析比较7.3.1风电场参数设定7.3.2电价测算7.3.3结论7.4风力发电等实施溢出成本全网分摊的可行性研究7.4.1实施发电溢出成本全网分摊的影响因素和控制手段7.4.2风力发电的合理成本及走势7.4.3风力发电溢出成本全网分摊结果分析7.4.4可再生能源发电综合溢出成本全网分摊的可能性7.4.5效益分析风力发电特许权项目分析8.1风电特许权方法的相关概述8.1.1国际上风电特许权经营
的初步实践8.1.2政府特许权项目的一般概念8.1.3石油天然气勘探开发特许权的经验8.1.4bot电厂项目的经验综述8.1.5风电特许权经营的特点8.2实施风电特许权方法的法制环境简析8.2.1与风电特许权相关的法律法规8.2.2与风电特许权相关的法规和政策要点8.2.3现有法规对风电特许权的支持度与有效性8.3中国风电特许权招标项目实施情况综述8.3.1风电特许权项目招标的基本背景8.3.22014年风电特许权示范项目情况8.3.32014年第二批特许权示范项目情况
8.3.52014年第四批特许权招标的基本原则8.3.62014年第五期风电特许权招标改用"中间价"8.4风电特许权经营实施的主要障碍以及对策8.4.1全额收购风电难保证8.4.2长期购电合同的问题8.4.3项目投融资方面的障碍8.4.4税收激励政策8.4.5使特许权项目有利于国产化的方式
第九章
第十章
8.4.6风资源的准确性问题风力发电产业投资分析9.1殴债危机给风电产业带来投资机遇9.1.12014年美国次贷危机引发全球经济动荡9.1.2殴债危机给国内投资环境带来的机遇与挑战9.1.3中国调整宏观政策促进经济持续增长9.1.4殴债危机为新能源发展带来投资商机9.1.5殴债危机影响下风电产业迎来发展机遇9.2新疆风电产业投资概况9.2.1风力发电成为能源紧缺时代的投资新宠9.2.2新疆风能资源
开发持续升温9.2.3外来投资拉动新疆风电产业扩张9.2.4新疆鼓励中外企业投资开发风能资源9.2.5风电投资热遭遇定价掣肘9.3投资风险9.3.1风电投资的潜在风险9.3.2风电发展初级阶段市场存在风险9.3.3风电产业中的隐含风险分析9.3.4风电企业无序开发值得警惕9.4风电投资风险的防范及发展前景9.4.1风电投资风险防范策略9.4.2风电投资的信贷风险防范9.4.3扩大内需将带动风电产业发展9.4.4未来风电设备产业投资预测风电产业前景展望10.1中国风力发电产业未来发展预测10.1.12014-2014年中国风力等新能源发电行业预测分析10.1.22014年中国风力发电量预测10.1.3中国风电发展目标预测与展望10.1.4国内风电场建设的发展预测10.1.5中国风电产业未来发展思路10.2风电设备行业发展前景10.2.1未来风电设备市场展望10.2.2风电设备行业发展前景看好10.2.3风电设备制造行业将进入快速发展期10.3新疆风电产业发展前景
容。10.3.2新疆风电设备市场前景广阔10.3.32014年新疆风电装机容量比重将超过5%10.3.42014年新疆风力发电将实现规模外送第十一章风力发电的政策环境分析11.1可再生能源发展的政策环境11.1.1可再生能源扶植政策力度还可以加强11.1.2支持核电风电等新能源和可再生能源的发展11.2《可再生能源法》的作用与影响11.2.1促进可再生能源发展的根本动力11.2.2带来巨大的市场新机遇11.2.3保证未来国家能源安全11.2.4中国能源结构变革的序曲11.2.5为新能源
产业发展插上了翅膀11.3风力发电的政策环境分析11.3.1中国着手建设完备的风力发电工业体系11.3.2政策促发风电产业化的生机11.3.3风力发电的发展需政府政策支持11.3.42014年财政部出台政策支持风电产业发展11.3.5风力发电借政策东风谋求发展壮大11.3.6政策关注为风电电力带来发展转机11.3.7中国风电发展迎来政策机遇第十二章2014-2014年中国新疆风力发电发展趋势分析12.12014-2014年中国新疆风力发电产业前景展望12.1.12014年中国新疆风力发电发展形势分析12.1.2发展新疆风力发电产业的机遇及趋势12.1.3未来10年中国新疆风力发电产业发展规划12.1.42014-2014年中国新疆风力发电产量预测12.22014-2014年新疆风力发电产业发展趋势探讨12.2.12014-2014年新疆风力发电产业前景展望12.2.22014-2014年新疆风电发电产业发展目标第十三章专家观点与研究结论13.1报告主要研究结论13.2博研咨询行业专家建议更多图表：见报告正文详细图表略…….如需了解欢迎来电索要。本报告实时免费更新数据（季度更新）根据客户要求选择目标企业及调查内附录附录一：《促进风电产业发展实施意见》附录二：《风力发电设备产业化专项资金管理暂行办法》附录三：《风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法》
第二篇：风力发电的研究结题报告
风力发电的研究结题报告
-----高一八班研究组成员：
孙金泽于鸿业关智博杜嘉诚陶冶王佳宁凌仕桓张沐天孙亦翾
一、摘要：
风是一种具有很大潜力的新能源，有人做过统计：地球上可用的风力资源有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电总量的10倍。风力发电的原理是把风的动能转化为机械能，再转化为电能，由此看来，风力发电既不会产生辐射，又不会污染空气。在对能源需求量日益增长的现今时代，在大力提倡低碳环保生活的现今时代，风力发电已经受到了世界各国的广泛重视，因此我们决定对风力发电进行深入的研究。
二、课题研究的目的及意义：
通过本课题的研究，我们了解了风力发电的原理，以及利用风力发电的相关历史知识、当前形势和未来的发展趋势。同时我们也认识到了，在世界能源面临匮乏的今天，在经济全球化发展的今天，各国对能源的渴求日益增长，这此活动的开展必定会给我们将来走向社会、选择就业方向提供许多珍贵的经验。与此同时，此次研究性学习培养了我们自主学习、探究学习的能力，也使我们摸索并掌握了研究性学习的一些基本方法。
三、调查的方式及过程：
1、调查方法：实地采访、上网查找相关资料、在图书馆调查有关资料等。
2、调查过程：分工合作
第1阶段：确定活动主题，结合每个人的特点给组内成员分配不同的任务。
第2阶段：小组成员分别对所承担的任务采取不同的方式进行调查。
第3阶段：汇总小组成员所调查到的各方面资料。
第4阶段：小组成员间进行交流，进行结题报告。
四、概述：
通过实地调查等，我们有了以下收获：
风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这样发电机组大体可包括风轮、发电机。铁墙三部分。一般来说，三级风就有利用价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜发电。使用风力发电机，就是把风能变成我们家庭好似用的标准市电，其节约的程度是明显的。一个家庭每家只需要20元左右的电瓶液的代价。而现在由于科技的进步采用先进的充电器、逆变器，风流理发店成为有一定科学技术含量的小系统。山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯；山区的孩子也可以在日光灯下学习；城市小高楼顶也可以用风力电机，这不但节约，而且是真正的绿色电源。
中国新能源战略，开始大力发展风力发电。在未来15年，全国风力发电的发电装机容量将达到2014万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量投资7000元计算，未来风力设备市场将达到1400亿元至2100 亿元。中国风力等新能源发展市场十分广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时技术也将逐渐成熟稳步提升。风力发展到目前阶段，其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电优势在于：能力每增加1倍，成本就下降15%.近几年世界风电增长一直保持在30%以上。因此，风力发电开始成为越来越多投资者的逐金之地。
五、研究性学习心得体会：
研究性学习是一门新兴科目，这种学习方式深受我们在校学生的喜欢，因为这种学习使我们这些莘莘学子离开了校园的苑囿走进了社会，得以感知社会氛围。我们感受最深的是：在这次研究性学习中，我们体会到了合作所产生的的巨大力量，而与人合作的能力正是我们每个即将在不远的将来步入社会的学生所必须具备的能力。于此同时，通过这次活动，我们也深刻的认识到了，只有通过不懈的坚持与努力，才能取得最后的成功。无论前遇到什么样的困难，只要我们不退缩，集思广益寻找解决问题的最佳途径，我们就必然会有所获益。这次活动是我们从校园走进社会的第一步，不但为我们积累了宝贵的经验，而且丰富了我们各方面的知识，可谓受益匪浅，我们期待着下一次研究性学习的到来。
日期：.......
孙仔泽
第三篇：风力发电
引言：我国是一个风能资源比较丰富的国家据探明风能理论储量为32.26亿kw，而陆地可开发利用风能为2.53亿kw，近海可利用风能为7．5亿kw，居世界前列．随着我国经济的持续快速增长，对能源的需求与传统化石能源对环境污染的矛盾越来越突出，发展新的清洁可再生能源成为解决矛盾的有效方法．在目前许多新能源的开发利用中，风力发电凭借其技术的优势和单机容量的高速增长使得风能成为目前世界上增长速度最快最具有竞争力的可利用新能源。[1]本文主要介绍风电场并网对电力系统的影响。
一、对调峰、调频与备用的影响
大规模风电并网的重要制约因素是电网可为风电提供的调峰能力，必须利用全网的调峰、调频能力进行统一平衡，时，常规机组减少出力为风电提供空间。电接入电网功率。风电的反调峰特性，例如，东北电网受冬季火电机组供热影响，反调峰特性，使得系统调峰异常困难，进入制风电出力，最多时限制近
二、对电压与无功功率控制的影响风电机组类型不同，无功功率特性差异很大。早期的风电场多采用的是固定转速风电机组—异步发电机，吸收系统无功且无功不可控，功控制。风机的无功功率不可
控，必然导致电压忽高忽低，无功补偿装置频繁投切。风电对系统的电压要求很高（电压偏差不得超过应用的变速风电机组—双馈异步电机和直驱风电机组在1.0，不向系统吸收无功，解决了部分无功电压问题，但不具备恒电压调节能力。区域性无功电压调节问题还需要通过安装svc等动态无功补偿装置、输电通道动态无功补偿设备以及频繁投切的低容低抗来实现。[5]风电功率波动影响主网潮流分布，同时电压波动使无功补偿设备频繁投切。风电场的利用小时数很低一般在电场送出线路长时间会处于轻载状态，电压必然偏高，低抗将长时间投入运行。
三、对电能质量的影响有相当一部分风电机组直接并入配电网，由此带来的电能质量问题尤为突出。电压波动和闪变：风力发电机组大多采用软并网方式，但是在启动时仍会产生较大的冲击电流。当风速超过切出风速时，乎同时动作，这种冲击对配电网的影响十分明显。都会导致风机出力的波动，而其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内（低于hz），因此，风机在正常运行时也会给电网带来闪变问题，影响电能质量。电给系统带来谐波的途径主要有两种。接和电网相连的固定转速风电机组，定的谐波，不过过程很短，发生的次数也不多，通常可以忽略。但是对于变速风电机组则不然，变速风电机组通过整流和逆变装置接入系统，谐波的范围内，则会产生很严重的谐波问题，逐步得到解决。另一种是风力发电机的并联补偿电
容器可能和线路电抗发生谐振，行中，曾经观测到风电场出口变压器的低压侧产生大量谐波的现象。才能保证全额接受风电和电网安全稳定运行。风电功率具有不确定性，将导致负荷峰谷差增大，使得系统调峰异常困难。火电机组固有的调峰能力大为下降，2014年冬季以后，多次因低谷调峰问题被迫限400mw。[6]
需后期改造以配备相应的补偿装置来进行无10%），但它本身就是一个无功干扰源。目前普遍—永磁同步机能够保证风机功率因数avc 等系统手段来实现。风电场提高电压控制手段一般通过2100～2400h，机组出力小于额定功率
如果整个风电场所有风机几不但如此，风速的变化和风机的塔影效应一种是风力发电机本身配备的电力电子装置。软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连，如果电力电子装置的切换频率恰好在产生随着电力电子器件的不断改进，当风电功率增加5%的概率最大，所以风[6]谐波污染：风这一问题也在
[4][2]
[5]25对于直会产生一在实际运系统调峰裕度必须大于风加之风电的风机会从额定出力状态自动退出运行。
四、对发电计划与调度的影响
风能的不可控性使得对风电不可能像对其他传统电源一样可以进行可靠预测。风电场并网以后，电网的可用调峰容量减去用于平衡负
荷波动的备用容量后，剩余的可用调峰容量都能够用于为风电调峰，但如果整个电网可用于风电的调峰容量有限，则风电场的实际运行就会受到一定的限制，在电网无法完全平衡风电场的功率波动时，需要限制风电注人电网的功率。[4]由于当前我国电网中风电的比例不高，因此在电网调度工作中一般不把风电纳入电网调度．且由于尚未开展风电功率预测的研究与应用，因此风电功率的波动对于电网而言完全是随机的，最严重的情况就等于整个风电装机容量大小的风电功率在短时间内的波动，虽然发生这种情况的概率较小，但是在实际运行中仍无法排除发生这种情况的可能性由于系统需要有与风电场额定容量相当的备用容量，在风停时替代风电场，这使得风电上网成本增加。目前，我国相关省区电网调度根据风由各省自行平衡，基本上不安排风电的发电调度计划。
结语
随着气候的变迁，环境的恶化资源的短缺发展新的清洁可再生能源已成为一种趋势合理地开发和利用风能成为解决矛盾的一种方法，的成果，对我国电网进一步的改造和开发新技术以支撑风电的大规模并网．的快速稳步发展。
参考文献：
[1]裴哲义，董存，辛耀中。我国风电并网运行最新进展[2]张洋，风电场无功补偿容量及其控制方法的研究[3]陈向民，姚强。风力
发电前经济技术分析[4]胡斌，杨鹏举。关于风电接入系统若干问题的思考[5]吴雄飞。大型风电并网系统电压稳定性研究[6]电监会．我国风电发展情况调研报告
只要结合我国的实际情况，[j]新能源[d]．长春[j]科技创新导报[j]中国电力教育[j]宣称供电公司[d]．北京：国家电力监管委员会借鉴国外已有以支持国民经济第11期
：东北电力大学，2014no.35
2014
，2014．36期2014．
电场实际发电出力对网内其他电厂出力进行调整，年第，
第四篇：风力发电
风力发电机原理
是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。力发电的原理:是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
现状:风力发电正在世界上形成一股热潮，风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国风能资源十分丰富，我国也在西部地区大力提倡,
管理滞后影响风电“进步”首先，我国对风能资源的普查、评价、规划管理严重滞后，资源分散，缺少整合，没有形成全国统一的国家级风电产业研机机构，缺少对产业资源的集中和整合。
其次，单位kw造价高，火电平均4500元/kw，风电平均每8000~9000元/kw，平均造价高于火电。火电平均电价0.36元/千瓦时，风电平均电价为0.56元/千瓦时，在我国南方地区电价，还要略高于北方地区。影响电网并网发电的积极性。第三，目前市场和产业化基本上没有形成，风电机组和系统设计技术、设备性能、效率以及技术工艺水平与欧洲相比存在很大差距。国产风电关键部件，如液压系统、联合器、电控等可靠性差，技术不够成熟。
改善“环境”加快风电步伐
前景:它的优势不需要燃料、不占耕地、没有污染，运行成本低。；风力发电产业发展前景非常广阔，
为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。
我国风能资源十分丰富，它是一种干净的可再生能源；风力发电产业发展前景非常广阔，
优缺点:它的优势不需要燃料、不占耕地、没有污染，运行成本低,我国风力资源丰富,缺点,效率低,造价昂贵,技术有待改进,管理不够完善
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；
机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25v变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220v市电，才能保证稳定使用。机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型
第五篇：风力发电
华北水利水电学院
研究生结课论文
姓名曾浩
学号201410522220
专业水利水电工程
性质国家统招（∨）单考（）
考试科目同步电机运行基本理论
考试时间2014.6.20
成绩
风力发电机控制系统
中科院专家提出：风能、太阳能、潮汐能的开发可以有效缓解中国的能源供应困局，其中产业化条件最为成熟的首推风力发电。中国风力发电已经历20年漫长的“试验期”，而风力发电的产业化举步维艰，大大小小的风电场遍布全国，几乎各省都有，却并不成气候，因此中国风力发电潜力巨大。下面我简单介绍一下风力发电机控制系统风力发电机由多个部分组成，而控制系统贯穿到每个部分，相当于风电系统的神经。因此控制系统的好坏直接关系到风力发电机的工作状态、发电量的多少以及设备的安全。目前风力发电亟待研究解决的的两个问题：发电效率和发电质量都和风电控制系统密切相关。对此国
内外学者进行了大量的研究，取得了一定进展，随着现代控制技术和电力电子技术的发展，为风电控制系统的研究提供了技术基础。
风力发电控制系统的基本目标是保证风力发电机组安全可靠运行，获取最大能量，提供良好的电力质量。风力发电控制系统组成主要包括各种传感器、变距系统、运行主控制器、功率输出单元、无功补偿单元、并网控制单元、安全保护单元、通讯接口电路、监控单元。具体控制内容有：信号的数据采集、处理，变桨控制、转速控制、自动最大功率点跟踪控制、功率因数控制、偏航控制、自动解缆、并网和解列控制、停机制动控制、安全保护系统、就地监控、远程监控。当然对于不同类型的风力发电机控制单元会不相同。
与一般工业控制过程不同，风力发电机组的控制系统是综合性控制系统。它不仅要监视电网、风况和机组运行参数，对机组运行进行控制。而且还要根据风速与风向的变化，对机组进行优化控制，以提高机组的运行效率和发电量。目前绝大多数风力发电机组的控制系统都采用集散型或称分布式控制系统(来源说明：)（dcs）工业控制计算机。采用分布式控制最大优点是许多控制功能模块可以直接布置在控制对象的位置，就地进行采集、控制、处理。避免了各类传感器、信号线与主控制器之间的连接;同时dcs现场适应性强，便于控制程序现场调试及在机组运行时可随时修改控制参数,并与其他功能模块保持通信，发出各种控制指令。
天津大学本科生毕业论文开题报告
五、研究方法 综上所述，本设计以1KW风力发电机为单元，组成20KW的多风轮发电系统。也就是说，研究20台以上小型发电机的组合可行性方案。再提出可行性组合方案后，通过分析计算，得出相关数据。分析风切变对不同排列方案的多风轮发电系统总功率的影响。优化选择出横梁尺寸后，通过相关测应力、应变实验，考察横梁应力。并对比实验结果和计算结果。 六、可行性分析及已具备的条件 对于小型风力发电机组合的风力发电系统有一个直观的认识。并通过近期的学习，掌握相关知识。并在老师的指导下，逐步明确了研究过程。在本科学习期间，已掌握相关力学分析基础，并熟悉侧应力应变以及微小型形变的实验。七、进度安排 2013.12.16——2014.03.07：通过查找资料，明确课题意义，了解本课题的研究内容和研究方法，并撰写开题报告。 2014.03.08——2014.04.05：仔细研读资料，对课题所研究的相关问题有比较清晰的了解，请教导师或学长把问题解决。制定组合方案、学习完成相应条件下迎风面积、总功率等参数的计算。 2014.04.06——2014.05.02：实验模拟，测量相关数据 2014.05.03——2014.05.30：完成修改论文并提交外文资料 2014.05.31——2014.06.10：终稿并答辩 八、主要参考文献 [1]Thomsen O T. Sandwich materials for wind turbine blades—present and future[J]. Journal of sandwich structures and materials, 2009, 11(1): 7-26. [2]Mostafaeipour A. Productivity and development issues of global wind turbine industry[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2010, 14(3): 1048-1058. [3]Gebhardt C G, Preidikman S, Massa J C. Numerical simulations of the aerodynamic behavior of large horizontal-axis wind turbines[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2010, 35(11): 6005-6011. [4]Eriksson S, Bernhoff H, Leijon M. Evaluation of different turbine concepts for wind power[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2008, 12(5): 1419-1434. [5]Liserre M, Cardenas R, Molinas M, et al. Overview of multi-MW wind turbines and wind parks[J]. Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 2011, 58(4): 1081-1095.
风力发电中的电能质量问题分析朱国朋 摘要：风能是一种清洁的、有可靠成本效益的发电资源,具有很高的环境效益和 社会效益。全球市场对于风力发电这样的具有很高环保效益和社会效益的技术有 着巨大且持续增长的需求。随着风电技术发展,我国风电装机容量不断上升,风力 发电将逐步成为电力系统重要的电力来源。但受自然、技术等因素影响,风力发电 引起的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题阻碍了其发展。因此,如何控制好风 力发电中的电能质量就显得十分重要。 关键词：风力发电；电能质量；问题；措施 风力发电规模迅速扩大, 风电场并网是电力系统发展趋势。但风力发电过程中产生的电力谐波、电压波动及闪变等问题, 严重影响着风力发电的效率。只有这 些问题得到有效解决, 才能发挥风力发电效能, 使整个发电系统稳定运行。 1风力发电并网技术 企业要开展风力发电，必须选择适合企业相关情况的风力发电技术，这直接 影响到企业后的电能质量。合适的电网技术系统会影响风力发电机组的发电相位、发电机的电压频率和发电机输出峰值等相关数据。发电机组容量的提高对风力发 电技术的最直接影响是并网过程中产生的冲击。并网过程中产生的冲击会降低发 电机组的峰值发电量，损坏发电机组的物理部件，会对发电机的电机造成摩擦损坏，容易损坏支撑塔。由于发电机组的发电系统与各发电机组的电网相连，并网 的影响也会影响同一电网下的相关机组，破坏系统的稳定性，使发电机分离。因此，适合企业的并网技术对企业有着重要的影响。 同步风力机具有效率高、体积小、结构紧凑、成本低、可靠性高、维护量小 等特点。同步发电机的无功功率和有功功率同时输出。发电机转速稳定，负荷特 性强，周期波稳定，发电机电能质量高。同步风力发电机广泛应用于风力发电， 几乎所有的企业。均采用同步风电机组并网技术。但同步风力发电机组并不是所 有的优点。在实际发电过程中，同步风力机对风力的控制较弱，不能形成稳定的 电机运行。转子转矩的波动不能控制在一定的参数范围内。当每个发电机连接到 电网时，发电机需要。发电机的频率应与系统频率和发电机出口功率相同。电压 与系统电压相同，最大误差应小于5%，发电机相序与系统相序相同，但同步发 电机往往达不到上述精度标准，会出现一些系统误差。并网时，要求运行人员调 整发电机组，实现控制发电机组与系统的连接。然而，如果在这个过程中出现错误，由于负载突然变化时转子的惯性，旋转角度不能立即稳定在新的值上，并且 在新的稳定值周围有几个摆动。这是同步风力发电机组容易出现的问题，但这些 问题可以通过技术来解决。 与同步风机相比，与同步风机具有相同标准的异步风机在风机调速精度要求 上明显优于同步风机，在发电机运行时，设备运行不同步或不连续。关于设备和 速度要求。异步风力机控制力小，运行不复杂。由异步风力机组成的风力机只需 调整一个重要参数即可实现发电控制。经简单控制，异步风力发电机组并网后运 行平稳，无失步和振荡现象。异步风机的优点是运行稳定，稳定性好，几乎没有 问题。然而，异步风力发电机组仍有不足之处。当工作人员进行机组并网运行时，如果操作不当，会对电网产生较大的电流冲击，降低电网电压，降低系统运行的 不平衡度，降低稳定性。与可以产生无功功率的同步风力机不同，异步风力机需 要手动补偿。当系统频率增大到峰值时，机组的同步速度也会加快。电动机旋转 状态的变化将影响电能的产生，系统频率的降低和电网负荷的增加将影响电网的
Perceived Concerns and Advocated Organisational Structures of Ownership Supporting ‘Offshore Wind Farm —Mariculture Integration’ 表示关注和主张 组织结构的企业 支持“离岸风场 —海水养殖一体化” Gesche Krause, Robert Maurice Griffin and Bela Hieronymus Buck 1Leibniz Center for Tropical Marine Ecology (ZMT), Bremen 1莱布尼兹热带海洋生态中心(ZMT),不莱梅 2Department of Environmental and Natural Resource Economics, University of Rhode Island 2环境与自然资源经济学院，罗德岛大学 3Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Science (AWI), Bremerhaven 3阿尔弗雷德韦格纳极地和海洋科学研究所(AWI),不来梅港 4Institute for Marine Resources (IMARE), Bremerhaven 4海洋资源研究所(IMARE),不来梅港 5University of Applied Sciences Bremerhaven, Bremerhaven 5不莱梅应用科学技术大学，不来梅港 1,3,4,5Germany 1,2,4,5 德国 2USA 2 美国
海上风电发展 大纲： 一、国外海上风电发展现状及各国远景规划 二、海上风电的特点与面临的困难 三、海上风电发展的关键技术 四、国外海上风电发展现状及各国远景规划 目前已进入运营阶段的海上风电场均位于西北欧，西班牙和日本也建立了各自的首个试验性海上风电场。截至2006年6月，全球共建立了24个海上风电场，累计安装了了402台海上风机，总容量805MW，年发电量约2,800,000,000千瓦时。 西北欧地区的海上风电场布局如下图所示，红色标志由兆瓦级风机构成的运营风电场，紫红色标志由小容量风机构成的运营风电场，而灰色则标志已完成规划的在建风电场。 图1 西北欧海上风电场 已投入运营的大规模海上风电场大多集中在丹麦和英国。其中丹麦海上风电总装机容量达426.8MW，其次是英国339MW，共计现有海上风电装机容量的95%。而德国早在2004年就在北海的Emden树立了首台Enercon的4.5MW风机，西班牙也于今年在其北部港市毕尔巴鄂树立了5台Gamesa 2MW风机。美国已经规划的三个海上风电场Cape Cod，Bluewater Wind，Nai Kun正处于不同阶段的论证与评估阶段，其中Cape Cod风电场将于2009年正式投入运营。 由此可见，各风电大国都不约而同地把注意力集中到海上风电开发的技术研发与运营经验实践中，以图控制海上风电发展的制高点。 根据欧盟的预测，到2020年欧洲的海上风电场总装机容量将从现有的805兆瓦增长到40,000MW。相比之下，过去7年来欧洲海上风电装机容量的年增长率约为35%。欧盟指派的工作组预测欧洲的海上风电潜力约达140,000MW。
课程设计 设计题目：小型风力发电系统设计 姓名郭国亮 院系食品工程学院 专业热能与动力工程 年级热能本1202 学号20122916100 指导教师刘启一 2015年12 月13 日
第一章：风力发电系统设计的概况 1.1设计的目及意义： 1）了解风力发电系统的原理和运行流程。 2）设计小型的风力系统满足地方需要。 3）为了解决能源危机和环境保护、气候变暖等各方面的问题，大力推广可再生能源发展的必要性。 1.2设计原则： 1）可再生，且清洁无污染。 2）风速随时变化，风电机组承受着十分恶劣的交变载荷。 3）风电的不稳定性会给电网或负载带来一定的冲击影响。风力发电的运行方式主要有两种：一类是独立运行的供电系统，即在电网未通达的地区，用小型发电机组为蓄电池充电，再通过逆变器转换为交流电向终端电器供电；另一类是作为常规电网的电源，与电网并联运行。 1.3设计条件： 设计一个10 KW并网的风力发电系统和控制系统。 1.4发电系统设计方案： 1）恒速恒频发电系统。 2）变速恒频发电系统。 1.5烟台当地风资源概要： 1）烟台地理位置： 烟台市位于胶东半岛北缘，中心地理位置约为：北纬37.8，东经121.23，受季风环流的控制和其他天气形势的影响，该地区的风力资源十分丰富。 如表：2014 ~ 2003年烟台市，全市平均气温 2003年12.5 ℃2009年13.0 ℃ 2004年12.7 ℃2010年12.2 ℃ 2005年12.5 ℃2011年12.1 ℃ 2006年13.1 ℃2012年12.2 ℃ 2007年13.4 ℃2013年12.6 ℃ 2008年12.7 ℃2014年13.4 ℃ 由此可得，历年平均气温为7. 12℃ 烟台历年平均风速： 年份风速（m/s) 年份风速（m/s) 年份风速（m/s) 1988 4.1 1994 3.4 2000 3.2 1989 3.7 1995 3.4 2001 3.3
风力发电的并网技术标准分析 摘要：主要比较了国内外常用风力发电的并网技术标准，分别从并网方式，电 能质量的电压偏差、频率、谐波等指标，保护与控制以及风电场低电压穿越等方 面进行了详细的分析。指出了国内现有标准存在的不足，在并网技术标准的制定 过程中，应综合考虑并网容量以及接入电网的电压等级等因素。 关键词：智能电网；风电；并网技术；标准 1、前言 风力发电、光伏以及燃料电池发电等分布式可再生能源由于其本身的不稳定性，给传统配电网的电压、电能质量、继电保护等方面带来了诸多不利影响。新 能源发电并网标准是推进新能源与智能电网发展的技术基础和先决条件。本文对 现有风力发电并网技术标准分别进行了比较，指出了风力发电并网标准中应该重 点考虑的问题。 2、风力发电概述 风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。风力 发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再通过发电机将旋转的动能，来促 使发电机发电。依据目前的风电技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需 要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 3、风力发电并网技术标准探析 许多国家和地区都针对自己的实际情况制定了风力发电系统并网技术标准， 如美国的IEEE，NEC，UL标准等，我国风力标准委员会及国家电网公司也制定了 风力发电系统并网标准。国际电工委员会在1994年率先制定了风力发电机系统IEC61400系列标准，并被日本和欧洲众多国家和地区接纳和采用，该系列标准主 要涉及风轮发电机系统的设计、安装、系统安全保护、动力性能试验以及电能质 量测试评定等方面的内容。此外，IEEE也提出了一些风能转换系统与公用电网互 联规范。中国国家标准是参考IEC61400系列标准和德国、丹麦等国家的风力发电并网标准而制定的。 4风力发电并网方式 目前，国内外的风力发电大多是以风电场形式大规模集中接入电网。考虑到 不同的风力发电机组工作原理不同，因此其并网方式也有区别。国内风电场常用 机型主要包括异步风力发电机、双馈异步风力发电机、直驱式交流永磁同步发电机、高压同步发电机等。同步风力发电机的主要并网方式是准同步和自同步并网；异步风力发电机组的并网方式则主要有直接并网、降压并网、准同期并网和晶闸 管软并网等。各种并网方式都有其自身的优缺点，根据实际所采用的风电机组类 型和具体并网要求选择最恰当的并网方式，可以减小风电机组并网时对电网的冲击，保证电网的安全稳定运行。 我国在制定风力发电并网国家标准GB/Z19963-2005时，只考虑到当时的风电规模和机组的制造水平，是一个很低的标准。近年来风电事业发展迅速，整体呈 现大规模、远距离、高电压、集中接入的特点，对电网的渗透率越来越高，为使 风电成为一种能预测、能控制、抗干扰的电网友好型优质电源，有必要对原有标 准进行升级完善。 5风力发电电能质量 大部分国家和地区的风力发电并网标准均要求风电场正常运行时满足本国家
风电并网的不利影响及分析 一、风电并网的不利影响案例分析 1、加拿大阿尔塔特电力系统 截至2008 年，加拿大的阿尔伯塔电力系统（AIES）共有装机约280 台，总容量12 368 MW。其中，煤电5 893 MW，燃气发电4 895 MW（热电联产约3 000MW），水电869 MW，风电523 MW，生物质等其他可再生能源214 MW。阿尔伯塔的风电开发意向已达到11 000 MW，几乎与目前系统的装机容量相当，这在给AIES 带来巨大机遇的同时也带来了挑战。因为，大规模的风电接入会增加系统发电出力的不稳定性，降低系统维持供需平衡的能力。AIES 的装机以火电为主，且调节能力有限，系统备用容量也有限，电力市场的可调发电出力的灵活性不高，对外联络线的潮流交换能力相对有限。因此，系统需要增强调节及平衡能力和事故响应能力，否则难以应对风电出力变化给系统带来的巨大压力。 电力生产和使用必须同时完成的特点决定了系统运行必须维持每时每刻的供需平衡。供需失衡会引起发输电设备跳闸、负荷跳闸甚至系统崩溃等事故。因此，维持系统的实时平衡是一个非常艰巨的任务，而大规模的风电并网，会从以下4 个方面影响系统供需平衡：（1）能否准确预测供需走势。预测是实施供需平衡调节的基础。供需差可能来源于负荷、潮流交换、间歇性电源等的变化。供需走势的预测对于系统运行至关重要。预测越准确，相关的运行决策越准确，运行人员越容易维持系统稳定。而目前的风电预测，远不能达到系统运行对预测精度的要求，给大规模风电并网的系统运行带来很大隐患。 （2）需要足够的系统调节平衡资源来提升系统应对风电出力变化和不确定的能力。系统调节平衡资源是指能被随时调度的、能维持系统平衡的调节备用容量、负荷跟踪服务等运行备用。由于风电出力变化和不确定，导致系统必须维持很高的系统调节资源以作备用，降低了系统资源的利用率。否则，系统将无法应对风电出力变化和不确定性，影响系统的安全可靠运行。 （3）亟须建立相关的系统运行操作规程。为了保持系统的有效运行，必须提前研究并制定相关的系统运行操作规程，并纳入已有的运行规程以指导调度人员。由于人们对风电出力变化和不确定的了解还处于起步阶段，所以相关的运行规程还属空白。 （4）调度人员要学习并掌握应对风电出力变化和不确定影响的能力。拥有充足的系统调节平衡资源、建立相关的规程、具有可操作性的预测结果，加上操作人员多年的经验积累，在对系统特性有足够了解的基础上，才能准确地判断并作出正确决策，实现系统操作安全、可靠、及时。面对大规模的风电并网给系统运行带来的巨大挑战，调度人员需要学习如何应对风电出力变化和不确定给系统运行带来的复杂局势。 对于一个独立系统，供需不平衡可能导致系统出现频率偏差的情况，对于一个互联系统，供需不平衡可能导致系统从主网解列。特别是，阿尔伯塔系统的风电开发意向已远远大于其承受范围，所以面临的问题更加严峻。 胡明：阿尔伯塔风电并网对系统运行的影响和对策；电力技术经济；2009[4] 2、辽宁电网 预计在2010年底,辽宁电网的风电装机容量达到340万kW, 2015年风电装机容量达到787万kW。风电的大规模集中并网将给辽宁电网的调峰调频、联络线控制、系统暂态稳定、无功调压及电能质量等诸多方面带来直接影响,给电力系统的安全稳定运行带来新的挑战。 （1）导致系统调峰难度增加
能源与环境问题已经成为全球可持续发展所面临的主要问题,日益引起国际社会的广泛关注并寻求积极的对策.风能是一种可再生、无污染的绿色能源,是取之不尽、用之不竭的,而且储量十分丰富.据估计,全球可利用的风能总量在53 000 TW·h/年.风能的大规模开发利用,将会有效减少石化能源的使用、减少温室气体排放、保护环境.大力发展风能已经成为各国政府的重要选择[1~6]. - 在风力发电中,当风力发电机与电网并联运行时,要求风电频率和电网频率保持一致,即风电频率保持恒定,因此风力发电系统分为恒速恒频发电机系统(CSCF 系统)和变速恒频发电机系统(VSCF 系统).恒速恒频发电机系统是指在风力发电过程中保持发电机的转速不变从而得到和电网频率一致的恒频电能.恒速恒频系统一般来说比较简单,所采用的发电机主要是同步发电机和鼠笼式感应发电机,前者运行于由电机极数和频率所决定的同步转速,后者则以稍高于同步转速的速度运行.变速恒频发电机系统是指在风力发电过程中发电机的转速可以随风速变化,而通过其他的控制方式来得到和电网频率一致的恒频电能. - 1 恒速恒频发电系统- 目前,单机容量为600~750 kW 的风电机组多采用恒速运行方式,这种机组控制简单,可靠性好,大多采用制造简单,并网容易、励磁功率可直接从电网中获得的笼型异步发电机[7~9]. -恒速风电机组主要有两种类型:定桨距失速型和变桨距风力机.定桨距失速型风力机利用风轮叶片翼型的气动失速特性来限制叶片吸收过大的风能,功率调节由风轮叶片来完成,对发电机的控制要求比较简单.这种风力机的叶片结构复杂,成型工艺难度较大.而变桨距风力机则是通过风轮叶片的变桨距调节机构控制风力机的输出功率.由于采用的是笼型异步发电机,无论是定桨距还是变桨距风力发电机,并网后发电机磁场旋转速度由电网频率所固定,异步发电机转子的转速变化范围很小,转差率一般为3%~5%,属于恒速恒频风力发电机. - 1.1 定桨距失速控制- 定桨距风力发电机组的主要特点是桨叶与轮毂固定连接,当风速变化时,桨叶的迎风角度固定不变.利用桨叶翼型本身的失速特性,在高于额定风速下,气流的功角增大到失速条件,使桨叶的表面产生紊流,效率降低,达到限制功率的目的.采用这种方式的风力发电系统控制调节简单可靠,但为了产生失速效应,导致叶片重,结构复杂,机组的整体效率较低,当风速达到一定值时必须停机. - 1.2 变桨距调节方式- 在目前应用较多的恒速恒频风力发电系统中,一般情况要维持风力机转速的稳定,这在风速处于正常范围之中时可以通过电气控制而保证,而在风速过大时,输出功率继续增大可能导致电气系统和机械系统不能承受,因此需要限制输出功率并保持输出功率恒定.这时就要通过调节叶片的桨距,改变气流对叶片攻角,从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩. - 由于变桨距调节型风机在低风速时,可使桨叶保持良好的攻角,比失速调节型风机有更好的能量输出,因此比较适合于平均风速较低的地区安装.变桨距调节的另外一个优点是在风速超速时可以逐步调节桨距角,屏蔽部分风能,避免停机,增加风机发电量.对变桨距调节的一个要求是其对阵风的反应灵敏性. - 1.3 主动失速调节- 主动失速调节方式是前两种功率调节方式的组合,吸取了被动失速和变桨距调节的优点.系统中桨叶设计采用失速特性,系统调节采用变桨距调节,从而优化了机组功率的输出.系统遭受强风达到额定功率后,桨叶节距主动向失速方向调节,将功率调整在额定值以下,限制机组最大功率输出.随着风速的不断变化,桨叶仅需微调即可维持失速状态.另外调节桨叶还可实现气动刹车.这种系统的优点是既有失速特性,又可变桨距调节,提高了机组的运行效率,减弱了机械刹车对传动系统的冲击.系统控制容易,输出功率平稳,执行机构的功率相对较小[8~13]. -恒速恒频风力发电机的主要缺点有以下几点: -
基于风力发电的分布式电源并网开关设计 发表时间：2019-03-12T14:39:45.650Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：张涛[导读] 摘要：随着我国节能减排政策的推进，采用节能型的新兴材料代替高耗能的传统材料已成为未来电气设备设计制造的发展趋势。（中国华电集团有限公司甘肃公司甘肃省兰州市 730000）摘要：随着我国节能减排政策的推进，采用节能型的新兴材料代替高耗能的传统材料已成为未来电气设备设计制造的发展趋势。为了准确获得新型并网开关在分合闸过程中各个参量的变化规律，应用有限元仿真软件，建立开关机构的三维实体模型，并进行了动静态特性的计算与分析，得出了并网开关工作特性与截面宽度、铁芯高度等结构参数之间的关系，以及开关分合闸过程中触头运动速度、线圈电 流、电磁吸力等参数的变化曲线。仿真结果表明，新型并网开关能够在无励磁电流的情况下保持吸合状态，较传统电磁式并网开关具有更好的节能效果。在理论设计与仿真分析的基础上，制作了新型并网开关样机。关键词：风力发电；分布式；电源并网开关；设计 1研究背景、目的及意义近年来，国民经济与科学技术进入飞速发展阶段，大型互联式电网的规模在不断地扩大。但单一形式供电系统的不足之出也逐渐显现，例如经济成本较高、环境污染较重、运行难度较大、易发生大面积停电事故、无法保证系统运行可靠性和安全性等一系列弊端不容忽视。为了弥补大规模集中发输电的不足，构建新型能源体系，分布式发电装置发展十分迅猛，且越来越受到各国学者的重视。分布式发电系统补充了大型电网的电力供应，并基于风能和太阳能等清洁可再生能源独立输出所需电能。该发电系统以模块化，分散化的方式布置在用户附近，发电能力为数千瓦至数十兆瓦。其优点是能有效避免上述弊端，维持重要用户在意外情况或电网解列等极端情况下的连续供电。分布式电源的常见类型包括风能发电，光伏发电和燃料电池发电，其中风力发电是最大规模的开发和商业化。根据现有的风机技术，只要风速达到 3m/s，即微风的程度，就可以发出电能。正因如此，分布式风力发电的发展速度位于各类分布式电源之首。由于风能存在较强的随机性，分布式风电系统发出的电能存在明显的间歇性，具有波动范围较大、无规律等特点。且风力发电系统常分布于我国西部和北部的高温、高寒、高海拔等偏远地区，用于该系统的并网开关常需承受较为恶劣的工作环境，因此在开关结构设计、安装方法等方面均与传统开关存在较大的差异。因此针对风电系统的特殊性，设计一种新型并网开关，对风电系统的发展具有十分重要的意义。 2并网开关的工作原理及结构设计 2.1设计思想 2.1.1 风电系统对并网开关低电压穿越的要求风力发电系统中常存在电压波动，当风电系统的电压降低至（）e0.9~0.85 U 时，由于风电系统中的异步电机或永磁式发电机自身不具有良好励磁调节能力，大系统会因电压的降低启动低电压保护程序，使得风电机组发生跳闸。同时，风电机组的大量跳闸会降低线路充电功率，这样的后果是使电压又开始不断升高，应用于分布式风电系统的并网开关要求其具有低电压穿越功能。当风力发电系统出现波动或不正常运行时，会引起风力发电机并网点的电压降低的现象。此时，若风力发电机组能够保持良好连接状态不断开，或者还能够向风力发电系统额外提供一些无功功率，使得系统并网点的电压穿越过这一电压跌落时间，最终使系统电压恢复至正常状态，则称该风电机组具有低电压穿越功能。 2.1.2工作原理采用基于纳米两相磁性材料的并网开关，在电压跌落时依靠纳米两相磁性的剩磁维持吸合状态，能够有效避免传统电磁式并网开关低电压不穿越的问题，在控制方面也更为简单。其主要工作过程如下：（1）在未通电阶段，纳米磁性材料对外显示软磁特性，不会吸合动铁芯，开关依靠弹簧反力维持分闸状态。（2）在闭合过程中，线圈通电后产生磁场，对基于纳米两相磁性材料的静铁芯进行充磁，充磁后产生的电磁吸力将并网开关的动铁芯向下吸引，当动静铁芯之间的电吸引力大于开关的弹簧反力时，并网开关的动铁芯带动动触头一起向下动作。运动至极限位置时，动静触头发生接触并合为一体，从而完成吸合动作。（3）在可靠吸合后，线圈断电，此时线圈不再作为磁场激励源，仅依靠纳米两相磁性材料的剩磁所产生的吸力维持并网开关的闭合状态。（4）在分断过程中，根据磁畴无序化的原理，对并网开关通入强度逐渐减弱的交流电进行去磁。动铁芯与静铁芯之间的电磁吸力随着磁通量的降低不断减小，动铁芯开始带着动触头向上运动，当动触头和动铁芯均处于打开状态，表明分断过程结束。 2.2动静铁芯尺寸及线圈相关参数的设计为保证并网开关在吸合完成后能够依靠纳米两相复合磁性材料的剩磁可靠保持，应合理选取纳米两相复合磁性材料填充尺寸，并保证剩磁保持力必须大于反力系统的最大反力。若材料尺寸选取偏小，可能会发生开关吸合不牢靠，触头震动等情况，影响并网开关工作的可靠性。若选取偏大，可能会导致吸合过程动铁芯对电磁系统的冲击过大，造成触头磨损，进而影响并网开关的电寿命。因此，选取1.5倍的安全系数，计算得出由纳米两相磁性材料产生的电磁保持力为 211.41N。在这一前提下，设计时应尽量减小两相复合磁性材料的尺寸，以达到开关结构小型化，降低制造成本的目的。 3 并网开关电磁机构的动静态仿真分析及参数调节为了快速求解原有微分方程的解，有限元法采用的研究过程是将待求解单一复杂的数学模型以多个数量有限的小单元的形式分别进行求解，这些小单元间既相互关联，又存在一定的独立性。计算时选择小单元适合的位置进行待求解函数的插值，完成之后将得到的各插值函数组成一个新的线性代数方程组，进而可以求得原问题的解。其分析流程可总结为如下几个步骤：（1）积分方程建立：以变分原理及权函数的正交化原理为基础，得出待求解数学模型的积分表达形式，原有微分方程的初边值问题可以用此积分方程近似替代；（2）区域单元剖分：按实际的情况来确定所要求解的物理特性及形状尺寸，并将所需要求解的域划分成形状相近大小相似、不重叠的单元；（3）单元基函数确定：小单元的基函数可以通过一定的插值条件来确定，在确定时应保证近似求解度和节点数量均符合计算要求；（4）单元有限元方程建立：小单元有限元方程主要是通过各个小单元求解函数的近似等效来确定的。具体过程是联立各个小单元的基函数并进行线性化处理，将处理后的线性表达式带入最开始得到积分方程中去，进行区域求解，从而得到待求解问题相应的有限元方程；（5）总装求解：对划分全部小单元的有限元方程组进行求解，求解方式可以一种也可以选择多种共同求解。求解得到的结果为近似结果，该值无限接近真实值。 结束语
风力发电中的电能质量问题分析朱国朋 发表时间：2019-07-24T13:45:59.330Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：朱国朋肖毅雄程胜利 [导读] 摘要：风能是一种清洁的、有可靠成本效益的发电资源,具有很高的环境效益和社会效益。 （深圳智润新能源电力勘测设计院有限公司广东深圳 518000） 摘要：风能是一种清洁的、有可靠成本效益的发电资源,具有很高的环境效益和社会效益。全球市场对于风力发电这样的具有很高环保效益和社会效益的技术有着巨大且持续增长的需求。随着风电技术发展,我国风电装机容量不断上升,风力发电将逐步成为电力系统重要的电力来源。但受自然、技术等因素影响,风力发电引起的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题阻碍了其发展。因此,如何控制好风力发电中的电能质量就显得十分重要。 关键词：风力发电；电能质量；问题；措施 风力发电规模迅速扩大, 风电场并网是电力系统发展趋势。但风力发电过程中产生的电力谐波、电压波动及闪变等问题, 严重影响着风力发电的效率。只有这些问题得到有效解决, 才能发挥风力发电效能, 使整个发电系统稳定运行。 1风力发电并网技术 企业要开展风力发电，必须选择适合企业相关情况的风力发电技术，这直接影响到企业后的电能质量。合适的电网技术系统会影响风力发电机组的发电相位、发电机的电压频率和发电机输出峰值等相关数据。发电机组容量的提高对风力发电技术的最直接影响是并网过程中产生的冲击。并网过程中产生的冲击会降低发电机组的峰值发电量，损坏发电机组的物理部件，会对发电机的电机造成摩擦损坏，容易损坏支撑塔。由于发电机组的发电系统与各发电机组的电网相连，并网的影响也会影响同一电网下的相关机组，破坏系统的稳定性，使发电机分离。因此，适合企业的并网技术对企业有着重要的影响。 同步风力机具有效率高、体积小、结构紧凑、成本低、可靠性高、维护量小等特点。同步发电机的无功功率和有功功率同时输出。发电机转速稳定，负荷特性强，周期波稳定，发电机电能质量高。同步风力发电机广泛应用于风力发电，几乎所有的企业。均采用同步风电机组并网技术。但同步风力发电机组并不是所有的优点。在实际发电过程中，同步风力机对风力的控制较弱，不能形成稳定的电机运行。转子转矩的波动不能控制在一定的参数范围内。当每个发电机连接到电网时，发电机需要。发电机的频率应与系统频率和发电机出口功率相同。电压与系统电压相同，最大误差应小于5%，发电机相序与系统相序相同，但同步发电机往往达不到上述精度标准，会出现一些系统误差。并网时，要求运行人员调整发电机组，实现控制发电机组与系统的连接。然而，如果在这个过程中出现错误，由于负载突然变化时转子的惯性，旋转角度不能立即稳定在新的值上，并且在新的稳定值周围有几个摆动。这是同步风力发电机组容易出现的问题，但这些问题可以通过技术来解决。 与同步风机相比，与同步风机具有相同标准的异步风机在风机调速精度要求上明显优于同步风机，在发电机运行时，设备运行不同步或不连续。关于设备和速度要求。异步风力机控制力小，运行不复杂。由异步风力机组成的风力机只需调整一个重要参数即可实现发电控制。经简单控制，异步风力发电机组并网后运行平稳，无失步和振荡现象。异步风机的优点是运行稳定，稳定性好，几乎没有问题。然而，异步风力发电机组仍有不足之处。当工作人员进行机组并网运行时，如果操作不当，会对电网产生较大的电流冲击，降低电网电压，降低系统运行的不平衡度，降低稳定性。与可以产生无功功率的同步风力机不同，异步风力机需要手动补偿。当系统频率增大到峰值时，机组的同步速度也会加快。电动机旋转状态的变化将影响电能的产生，系统频率的降低和电网负荷的增加将影响电网的运行。因此，在异步风力发电机组运行过程中，工作人员应随时了解运行情况。 2风力发电对电网电能质量的影响 2.1电压波动和闪变 电压波动指电压方均根值一系列相对快速变动或连续改变的现象。电压波动大小可由相对电压变动特性d来描述: CP(λ,β)———风能利用系数,是叶尖速比λ和桨距角β的函数。 由式(3)可知,风电机组的输出功率与风速、空气密度有关,其值随风况在零功率和额定功率之间不断波动,其中风速影响更大。由于风电场风速的随机性大,风机功率频繁变化会引起电压频繁波动和闪变。此外,受塔影效应、偏航误差等因素影响,风机叶轮的转矩波动会造成风
海上风电场经验总结：由ScrobySands、Nysted等建设得到的启发 作者：张蓓文陆斌发布日期：2008-5-8 18:13:30 (阅270次) 关键词: 风电总结 DS 海上风电场的风速高于陆地风电场的风速，不占用陆地面积，虽然其电网联接成本相对较高，但是海上风 能开发的经济价值和社会价值正得到越来越多的认可，海上风电的发电成本也将越来越低。海上风电场的 建设对于风电行业的进一步发展而言很关键，现已进入到一个重要阶段，进一步发展可以吸引大量项目资 金的进入，其具有震撼力的阵形正在全球范围地受到沿袭[1]。全球海上风力发电场装机容量增长详见图1。欧洲地区的发展目前领先于全球。丹麦于1991年建成第一个海上风力发电场，此后直到2006年末，全球 运行了超过900MW装机容量的海上风电场，几乎所有发电场都在欧洲[2]。 表1.17座离岸1km以外的建成或在建风电场 建设地点始建年 份风电机组数量 (台) 风电机组型号总装机容 量 TunaKnob丹麦1995 10 VestasV39/500kW 5MW Utgrunden瑞典2000 7 EnronWind70/1500kW 10.5MW Middelgrunden丹 麦2001.3 20 Bonus76/2.000MW 40MW HornsRev丹麦2002.12 80 VestasV80/2.000MW 160MW Nysted丹麦2003.11 72 Bonus82,4/2.300MW 165.6MW NorthHoyle英国2003.12 30 VestasV80/2.000MW 60MW KentishFlats英国2005.8 30 VestasV90/3.000MW 90MW Beatrice英国2006.9 2 OWEZ荷兰2006.11 36 VestasV90/3.000MW 108MW 来源：“Off-andNearshoreWindEnergy”，上海科技情报研究所整理 国外海上风力发电场技术正日趋成熟，建成的风电场容量为2.75至165.6MW（详见表1），规划中的风电场容量为4.5至1000MW[3]。而海上风电场产业还处于“做中学”的阶段[5]，对于以往的经验教训进行总结对未来产业发展是很有必要的。笔者之前已依据德国专业研究机构公开的 “CaseStudy:Eur opeanOffshoreWindFarms-ASurveyfortheAnalysisoftheExperiencesandLessonsLearntbyDevelope
海洋工程海上风电海洋油气船舶工程装备供应装备采购海工微博 您当前的位置：首页>海工新闻>海上风电 国际海上风电发展现状及趋势 国外海上风力发电的发展现状 海上风电由于其资源丰富、风速稳定、对环境的负面影响较少；风电机组距离海岸较远，视觉干扰很小；允许机组制造更为大型化，从而可以增加单位面积的总装机量，可以大规模开发等优势；一直受到风电开发商的关注。但是，海上风电施工困难、对风机质量和可靠性要求高，国外海上风电经过近20年的发展，呈现出3个重要特征。 1、丹麦、德国和欧盟是海上风电发展倡导者 尽管世界海上风电装机容量已经达到了100万千瓦，但是大约40%在丹麦，其余分布在德国、英国、爱尔兰、瑞典和意大利等。丹麦是一个岛国，近海面积远远大于陆地面积，地处波罗地海，海风风速稳定，没有灾害性台风影响，有利于开发海上风电场。目前，丹麦建成了7个海上风电场,总装机容量达到40万千瓦。因此，丹麦是海上风电先导者，也是海上风电的倡导者。在丹麦的积极倡导和设备供应商的推动下，欧盟在2004年将海上风电的开发提上日程。按照欧盟风能协会的计算，2020年风电装机容量将达到1.8亿千瓦，海上风电约为8000万千瓦。 欧盟各国为海上风电项目审批实行一站式服务，为海上风电项目的开发提供方便；建立统一海上风电联网机制，建立近海海底电缆联网系统，方便海上风电的接入；各国分享已经取得的海上风电的经验和教训，联合进行技术研发并尽可能形成规模化海上风电的开发；明确海上风电过网费的分担水平，给开发商明确的价格政策信息；充分利用海洋开发的数据和经验，要求海洋、海事、海运部门为海上风电开发提供技术支持，以便选择最适合开发的风电场。欧洲风能协会和各电网公司联合制定海上风电上网的技术标准和技术要求，方便海上风电的上网。 在欧盟政策的鼓励下，德国也开始了海上风电的发展。德国陆地风能资源较好地区的开发程度已经较高，海上风电开发目前正式进入德国的开发日程。针对当前海上风电电价过低的局面，德国计划修改电价方案，即基本电价为14欧分/千瓦时，并可随着水深和离岸距离的增加而适当增加。德国风能协会预计：2020年陆地风能的安装潜力在4500万千瓦，海上要发展1000万～1200万千瓦，合计约5500万千瓦；2020年风电可满足20%～25%德国电力消费需求。德国政府远期海上风电发展计划是：2030年前要发展2000万～2500万千瓦的海上风电。 欧盟国家是海上风电的先行者，也已为海上风电的开发做了大量的准备工作，一旦时机成熟，将着手推动海上风电的更大规模发展。 2、投资大和成本高将是制约海上风电开发的主要因素 发电成本是海上风电发展的瓶颈。研究表明，按照目前的技术水平和20年设计寿命计算，海上风电的发电成本约合人民
风力发电及风电并网技术现状与展望 发表时间：2017-11-24T11:26:50.037Z 来源：《防护工程》2017年第17期作者：刘文华[导读] 如二滩送出安全稳定控制、华中—西北直流背靠背联网安全稳定控制、三峡发输电系统安全稳定控制。 陕西黄河能源有限责任公司陕西 710061 摘要：近年来,越来越多的风电场开始接入更高电压等级电网。风电的大规模接入对电网的运行带来诸多方面的影响,如电网安全稳定、风电送出、调频调峰、电能质量、备用安排、运行单位众多协调困难等问题,不仅影响到电网的安全运行,也影响到电网接纳风电的能力。通过对风电进行有效的控制,可以在现有的网架结构、电源结构、负荷特性、风电预测水平、风机制造技术水平等条件下,提高电网接纳风电的 能力,保证电网的安全稳定运行。 关键词：风电并网；控制技术；现状 1电网风电控制现状 1.1电网安全稳定控制现状安全稳定控制是提高电网输送能力,保证电网安全稳定运行的重要手段,目前在电网中已有大量的应用。如二滩送出安全稳定控制、华中—西北直流背靠背联网安全稳定控制、三峡发输电系统安全稳定控制、江苏苏北安全稳定控制等。但国内电网用于提高风电送出能力的电网安全稳定控制系统还处于探索阶段,如甘肃嘉酒电网区域稳定控制系统、承德地区风电电网安全稳定控制系统等。其实现方法都是在电网故障情况下,通过采取紧急控制措施来提高正常情况下的风电送出能力。风电场往往远离负荷中心,而这些地区的网架结构一般比较薄弱,电网送出能力有限。如甘肃酒泉千万千瓦级风电基地目前已实现风电并网5600MW左右,到2015年风电装机容量将大于12000MW,但刚投产的750kV送出通道,以及原有的330kV送出通道,由于电网安全稳定问题,送出能力不能满足需求。因此,考虑风电特性的电网安全稳定控制系统还有待进一步研究和探索。 1.2风电有功控制现状 风电发展初期,从电网角度,一般将其作为负的负荷考虑,通过采取一些手段,提高电网接纳风电能力,不考虑控制风电。随着风电的快速发展,通过其他手段,如改善负荷特性、优化开机方式、部署安全稳定控制提高风电送出能力等,提高电网接纳能力已经不能满足风电全部并网的需求,需要控制风电。 电网公司在控制风电有功时,初期采取调度员人工控制的模式,经过一段时间的运行,发现人工控制存在如下问题:a)若调度端调节不及时,将威胁电网安全。b)场站端调节速率慢,电网需要留较大的裕度保证安全。c)在电网最大允许及风电出力一定的情况下,由于风电出力的随机性、间歇性,人工控制难以根据各风电场来风情况实时优化控制,易造成分配不公,且难以保证风电出力的最大化。d)风电运行单位众多,调度员压力较大。e)各风电场看不到其他风电场的计划及出力,不利于网源和谐。因此,风电有功控制需考虑电网的约束条件,实时计算电网最大可接纳风电能力,根据接纳能力的变化以及各风电场当前出力和风电场提出的加出力申请、风电功率预测,利用各风电场风资源的时空差异优化计算各风电场的计划,并下发至各风电场,各风电场有功功率控制装置根据该计划值进行控制。 1.3风电无功控制现状 目前国内实际投产应用的无功电压控制技术和装置,主要是通过对常规电厂、变电站的调节来实现无功电压控制的,并未将风电场纳入进来进行调节控制。风电的随机性和间歇性易造成电网电压波动大,无功补偿设备投切频繁,传统电压调节控制方式已不再适用。目前国内电网对风电场接入的技术管理规范均是针对单个风电场并网点的技术指标进行考核的。一般要求首先充分利用风电机组的无功容量及其调节能力,仅靠风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要的,需在风电场集中加装无功补偿装置。实际运行的风电场都是根据自身并网点的考核指标进行无功电压控制来满足电网要求2风电场的控制现状 2.1风电场有功功率控制 由于风机协议的开放性差,目前风电场的有功功率控制功能模块一般部署在风机厂商提供的风电场集控系统上,对于由多种类型风机组成的风电场,其集控系统一般有多个。由于风电场的集控系统厂商众多,技术水平不一,而且风电场集控主站与风机自身的控制单元经常会出现通信异常,另外风电场的集控系统与常规电厂不同,其可靠性一般较低。即使在集控系统出现问题时,风电机组依然能够并网发电,因此单独依靠集控系统来调节风电场的有功功率,其可靠性不高,手段单一,难以满足电网控制需求。特别是紧急控制情况下,需要引入后备控制措施,所以风电场的有功控制一般采取如图1所示的模式。 图1 2.2风电场的无功电压控制 目前,风电场主要由双馈和直驱风电机组组成。从机组能力来看,双馈和直驱风电机组本身具备一定连续可调的无功功率范围。但由于国内风电机组一般采用恒功率因数控制模式,不具备机端电压调节功能,并且机组功率因数只能在停机状态下进行设定,不可在线调节,这对于保持系统的电压稳定性是非常不利的。