湘电风能各类机型安全策略分析报告
1. 安全系统一般说明
安全系统的主要功能是维持风机安全，避免风机出现倒塌及部件损坏。在发生故障、外部条件达到运行极限、或者按下急停按钮时使叶片回到顺桨位置。
对于湘电风能的2MW系列风机来说，安全系统都是基于全范围内变桨的控制系统，在主轴上有一个液压机械刹车，但是这个刹车主要不是用于安全目的，它是用于轮毂维护使用。每个叶片的全范围变桨使用一个变桨电机和齿轮箱以及变桨轴承作为变桨传动装置。
2. 各机型安全策略分析
2.1.XE72-2000风力发电机组（使用直流变桨系统）
2.1.1基本说明
对于XE72-2000风力发电机组，安全策略的激活是通过事件或者独立的超速器件或看门狗检测部件来实现，事件分为信息，T1类故障，T2类故障和警告，T1类故障使用驱动器变桨，T2类故障激活紧急变桨，信息是提示维护人员风机出现了正常运行以外的其它状态，警告是表示风机某些部件或者传感器出现了问题，暂不影响运行，但维护人员在做其它维护或者故障处理时应将警告事件处理完，其变桨运行示意图如下：
图1 XE72-2000紧急变桨和正常变桨运行示意图
XE72风机的安全系统包括两个，第一个安全系统使用一个直流伺服驱动器作为每个直流伺服电机的供电装置。第二个安全系统使用电池作为每个直流伺服电机的供电装置。
两个系统的切换功能通过一个紧急控制模块来实现，每个叶片有一个紧急控制模块，每个紧急控制模块可以监控PLC输出的看门狗信号以及独立的超速信号。看门狗信号如果丢失时间超过1.5s（看门狗周期为300ms），或者超速开关激活，该模块会控制接触器切换，使变桨电机由驱动供电切换到后备电池供电，保证叶片由工作位置变桨到顺桨位置。第二个安全系统的优先级高于第一个安全系统，即如果风机触发了第一个安全系统，此时又触发了第二个安全系统，则会使用后备电源直接连接到变桨电机收桨到限位开关位置。
2.1.2 第一个安全系统
每个叶片的第一个安全系统使用的变桨驱动系统由一个伺服驱动器、变桨齿轮箱和一个电气直流伺服电机组成。变桨角度编码器和变桨电机速度编码器作为控制反馈。
变桨执行装置（齿轮箱和伺服电机）与第二个安全系统共享，伺服驱动、角度编码器和速度编码器用来正常发电变桨和第一个安全系统。
第一个安全系统需要所有的这些部件，并与PLC里的位置控制算法相结合跟变桨驱动形成一个主-从控制环路。
位置控制算法作为一个主环来执行并且根据一个预测计算来控制叶片到目标位置（位置控制使用常速率变桨到顺桨位置），它使用实际的位置值作为反馈，每个叶片变桨电机速度给定作为伺服驱动的输入。
伺服驱动器作为从环来执行，主要根据位置控制算法来控制变桨电机速度设定，它使用变桨电机速度编码器作为反馈值，脉宽调制电机驱动电流作为输出。
第一个安全系统的变桨速度设定为4度/秒（由于72驱动力矩过小，经常报变桨不同步故障，后改为3度/s）。停机位置为待机位置。
第一个安全系统在风机PLC检测到一个故障并且安全系统正常的情况下激活。
激活第一个安全系统的严重故障包括：风机运行时超出风机设计范围，一个或多个控制设备发生故障，安全系统中非常重要的一个或多个关键传感器出现故障。
2.1.3第二个安全系统
用于每个叶片的第二个安全系统由三个168Vdc电池及对应的电池充电管理器、两个限位开关、变桨减速箱和变桨直流伺服驱动电机组成。
变桨执行装置（齿轮箱和伺服电机、变桨轴承）与第一个安全系统共享，电池和电池充电管理器仅为第二个安全系统所独有。在发生以下情况时，第二个安全系统会被激活：
●PLC程序进入死循环，或者没有反应
●电网故障
●紧急按钮按下或400V供电中断
●独立超速保护继电器检测到超速
●PLC远程I/O故意撤销看门狗信号，以激发第二个安全系统，即T2类事件。（例如驱动
故障、叶片误差或者编码器故障）
●振动故障
在发生紧急故障时，叶片顺桨变桨最大速率为6°/s，停机位置为限位开关位置。
当叶片达到顺桨位置时，限位开关（顺桨开关/末尾开关）使紧急继电器断开电池给伺服电机的供电，当到达顺桨位置时，变桨电机刹车落下以使叶片保持在限位开关位置。最后还有一个缓冲器以确保叶片停止转动。
一个超速传感器电路完全与第一个安全系统独立，在第一个安全系统错误的情况下检测超速并激活一个紧急故障。这个超速传感器是基于一个独立传感器，通过安装在轮毂滑环上的一个磁极来测量轮毂转速，并配合一个超速继电器可以使紧急接通电池。
智能电池管理单元分别单独给168Vdc的紧急电池包充电。
2.1.4第二个安全系统的测试
在正常运行且没有电网故障并且也没有PLC故障或者电机驱动故障情况下，第二个安全系统不会触发。这个情况也许会持续很长的时间，可能超过几个月不使用电池包。经常间隔的测试这个系统可以避免第二个安全系统在需要保证风力发电机组安全的时候发生故障。
每192个小时移除看门狗信号，连接变桨电机到电池上以测试第二个安全系统，通过这样的方式，所有功能被测试，在测试时一个或者多个叶片的变桨速率太低，那么可以判断第二个安全系统动作不正常。
紧急系统测试只有在轮毂高度处风速低于9.5m/s时才被允许，如果风速超过9.5m/s，那么紧急测试将会被延迟。紧急系统的测试只有在10min的平均风速小于9.5m/s才会执行，由于这个原因，测试时间间隔有可能大于192小时，尽管如此，这个延迟的时间不会影响第二个安全系统的正常功能。如果在此期间，风机发生过T2的故障，该时间会清零重新计时。
第二个安全保护系统的超速电路测试可以通过暂时改变超速继电器的转速设定值来实现。对于这个装置，可以在低风速时候检测这个电路的完整性。
2.1.5紧急停机按钮电路
按下控制柜上的任何一个紧急按钮将会激活一个紧急故障，由于紧急按钮的位置，该行为将会产生一个迅速的动作。
按下安装在主控柜上的紧急停机按钮或任意与之串联的紧急停机按钮将会产生以下结果：
●断开400Vac辅助电源
●不会断开照明灯
●停止风机：产生一个紧急故障
●紧急断开变频器开关
●断开变频器供电
2.2.XE82/87/93/96/105-2000风力发电机组安全策略描述（直流变
桨系统）
XE82/87/93/96/105-2000风力发电机组（直流变桨系统）关于安全策略与XE72-2000直流变桨变桨系统基本原理类似，主控软件对于事件处理也是一样的，即事件分为信息，T1类故障，T2类故障和警告，T1类故障使用驱动器变桨，T2类故障激活紧急变桨（使用后备电源直接带动变桨电机变桨），主要差别如下：
●安全链路不同，XE82/87/93/96-2000的变桨系统运行示意图如下
图2 XE82/87/93/96-2000直流变桨系统运行示意图
82/87/93/96-2000直流变桨系统是通过独立的模块来搭建安全链回路，即每个功能都是独立分开的。
●触发安全链的故障类别有差异，一个是振动故障改为T1类故障，即发生该故障后，使
用驱动器带动变桨电机朝停机位置变桨。
●将维护开关由T2类故障改为T1类故障，即该动作激活后，优先使用驱动器变桨到限
位开关位置，如果驱动故障，再激活紧急变桨
●后备电源的额定电压为288V，紧急变桨最大速率为8度/s。
●正常驱动停机变桨速率根据机型不同，会有差别。
●紧急测试时间默认为192小时，大于1000kw的时间不计算，10分钟风速大于7m/s 或
者5s风速〉9m/s，测试时间延长
2.3.直流变桨系统运行过程中做过的安全控制软件优化
●增加远程手动收桨功能，这里使用的方式有两种，一种是将风机运行模式改为工厂测试
模式，后面又通过HMI增加远程操作按钮，可以远程手动变桨和偏航。
●在某些风场将紧急变桨测试的时间定在白天，防止在晚上发生测试失败时维护人员没有
办法及时发现。
●在紧急变桨（后备电源供电）失败后，在控制电源正常的情况下，再次切换到驱动器回
路，将驱动正常的那个叶片能够变桨到限位开关位置，此次软件改动需要配合变桨系统的硬件改造，该方案在部分风场已经实施，还未全面铺开。
●紧急变桨测试增加风速限制
需要注意的是，手动开环变桨或者紧急变桨失败再次切换到驱动变桨必须确保安全链导通，同时必须确保电网有电，在发生硬件超速时，是没有办法使用变桨驱动将叶片变桨到停机位置的。同时紧急变桨失败后通过手动模式或者自动的再次切换到驱动将叶片收到停机位置后，维护人员必须登机检查，确保紧急变桨失败原因找到，并经过测试后才能重新启动风机。
2.4.XE82/87/93/96/105-2000风力发电机组安全策略分析（交流变
桨系统）
2.4.1 不同交流变桨系统安全链示意图
我司目前使用的交流系统方案有多种，主要有天成同创、世优科技（三种方案）、阜特科技、天津瑞能，对于每个系统其安全链运行示意图如下：
图3 天成变桨系统安全链回路示意图
图4 阜特变桨系统安全链回路示意图
图5 世优变桨系统（驱动器采用BG6）安全链回路示意图
图6世优变桨系统（驱动器采用SEC）安全链回路示意图
图7天津瑞能变桨系统安全链回路示意图
世优采用伦次驱动器的方案其安全连示意图和世优采用路斯特SEC驱动方案完全相同。
从图3和图7可以看出，对于交流变桨系统，其安全链基本相同，都是串联了超速继电器、驱动器状态、然后再进入驱动器的安全链输入端子，在发生硬件超速和驱动器故障时都会激活变桨系统的紧急变桨。同时每种系统都可以接受来自主控的命令激活紧急变桨。
2.4.2 不同交流变桨系统的主控安全策略
对于主控系统来说，每个交流变桨系统的接口都不同，其监控参数都是不同的，但是其安全策略基本相同，主控软件对于采用交流变桨系统的T1类故障、T2类故障、警告、信息的处理是相同的，都是主控检测到各部件的信号是否正常，然后确定是否由主控制器直接发停机速度命令给变桨系统（正常停机）或者触发安全链断开指令，由变桨系统自主确定停机的速度和位置（紧急停机）。不同厂家紧急变桨后的停机位置和方式是不同的，对于阜特方案的交流变桨系统，其紧急停机采用速度控制，停机位置是限位开关位置，其它所有厂家的紧急停机是采用位置控制，其停机位置一般稍微小于限位开关的安装位置，目前天成同创的紧急停机位置为86度，其它厂家为88度。
2.4.3 交流变桨系统和直流变桨系统的差别
●交流变桨系统采用采用是交流电机，后备电源是直接连接在驱动器的母线上，因此正常
停机（T1类故障）和紧急停机（T2类故障）都是通过驱动器驱动变桨电机使叶片朝停机位置变桨，只是停机速率和停机位置有差别，在有400Vac控制电源的情况下，都是通过控制电源给驱动器供电，后备电源只有在控制电源断电的情况下才会给驱动器提供电源使叶片朝停机位置变桨。而直流变桨系统只有在T1类故障触发时才会使用驱动器收桨，任何T2类的故障都会触发后备电源直接接通直流电机将叶片收桨。
●由于交流变桨系统驱动内部自带安全逻辑程序，只要驱动不报故障，就可以在风机出现
问题时将叶片收桨，当然，电网断电的情况下还必须保证后备电源及其链路正常。当驱动器出现故障时，叶片就无法收桨，因此对于交流变桨系统，人机交互界面（HMI）的开环变桨在叶片出现收不了桨时无意义，它只是可以用来排查交流变桨系统的安全链故障。而对于直流变桨系统来说，由于安全链触发时，无论驱动是否正常，都会触发到后备电源紧急变桨，而此时有可能某些驱动器还能正常运行，所以在后备电源紧急变桨失败后在条件满足的情况下还能采用人机交互界面（HMI）再次切换到驱动器回路将驱动器正常的那个叶片变桨到安全停机位置。
●交流变桨系统的紧急变桨测试只能检测变桨系统的安全链回路是否正常，而无法检测后
备电源及其链路是否正常，因为在网电正常的情况下，驱动器永远采用网电收桨。而直流变桨系统的紧急变桨则可以同时检测安全链回路和后备电源是否正常。
2.5.XE112/XE105I/XE105II-2000风力发电机组的安全策略分析2.5.1 XE112/XE105I/X105II-2000风机安全链示意图
XE112/X105I/X105II-2000风力发电机组都采用交流变桨系统，其安全链示意图如下：
图8 XE112/X105I/X105II-200采用交流变桨系统安全链示意图通过示意图可以看出，上述三种机型和其它交流变桨系统在安全策略的差别是将主控硬件的振动故障、扭缆传感器超限故障、急停按钮故障都直接串联到安全链里面去了，即当振动故障、扭缆传感起硬结点激活或者急停按钮激活时，会通过硬接线直接切断风机的安全链，触发风机的紧急停机。对于风机主控软件来说，和其它交流变桨系统的处理是没有变化的。
3. 总结
对于2MW风力发电机组，主控制软件关于事件的处理都是相同的，即分成T1类故障，T2类故障、警告和消息，只是对于不同的机型和变桨系统，不同事件的执行装置不同，对于直流变桨系统，任何T2类事件或者硬件超速或者看门狗信号丢失都是采用后备电源直接连接电机将叶片收桨到停机位置，因此对于后备电源和链路的要求极高，对于交流变桨系统，在控制电源有电的情况下，都是使用网电收桨，只有风机掉电才会使用后备电源收桨，且都是通过驱动器来实现的，因此对驱动器的可靠性性要求极高。
２０１８年风电与天然气行业分析报告
目录索引 一、风电：风电发展稳中向好，度电成本改善空间大 (5) （一）行情回顾：风电运营前三季度表现较好 (5) （二）存量资产消纳改善效果显著，利用小时数同比大幅提升 (6) 1. 弃风限电持续改善，利用小时数同比大幅提升 (6) 2. 可再生能源电力配额政制2019年正式实行 (8) （三）18年新增装机回暖，未来两年增速平稳 (9) 1. 全国一至十月风电新增并网容量增加 (9) 2. 风电项目竞争配置政策确立补贴退坡和电价下调预期，抑制新增装机 (10) 3. 装机重回三北仍有风险，弃风消纳尚未根本解决 (11) （四）港股风电公司财务综述及重点标的推荐 (12) 1. 财务综述：风电运营商盈利增长较快、补贴欠款回收加速 (12) 2. 重点标的推荐：新天绿色能源(0956.HK)、大唐新能源(1798.HK)、龙源电力 (0916.HK) 、华能新能源（0958.HK） (13) （五）风险提示 (15) 二、天然气：行业中长期景气度较高，今年冬季供需偏紧 (15) （一）行情回顾 (15) （二）打赢蓝天保卫战决心坚定，天然气消费较快增长 (16) （三）国内天然气产量增长平缓，进口LNG快速攀升 (18) （四）产供储销体系建设提速，预计今年冬季供需偏紧 (20) （五）推荐标的：中国燃气（0384.HK）、新奥能源（2688.HK）、天伦燃气 （1600.HK） (23) （六）风险提示 (24) 三、环保：危废处置景气度高，政策利好农村污染治理 (25) （一）行情回顾 (25) （三）水务：关注黑臭水体治理，明年市场融资环境有望放松 (28) 1. 农村污水处理率低，水价仍有上涨空间 (28) 2. 黑臭水体治理市场需求旺盛，发展潜力较大 (30) 3. PPP规范化发展，预计明年融资环境有望放松 (32) （四）推荐标的：海螺创业（0586.HK）、光大绿色环保（1257.HKK）、北控水务（0371.HK） (34) （五）风险提示 (36)
风力发电基础知识 风力发电是将风能转换成电能，风能推动叶轮旋转，叶轮带动转动轴和增速机，增速机带动发电机，发电机通过输电电缆将电能输送地面控制系统和负荷。风力发电技术是一项多学科的，可持续发展的，绿色环保的综合技术。 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，为风力发电 没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 转子空气动力学 为了解风在风电机的转子叶片上的移动方式，我们将红色带子 绑缚在模型电机的转子叶片末端。黄色带子距离轴的长度是叶 片长度的四分之一。我们任由带子在空气中自由浮动。本页的 两个图片，其中一个是风电机的侧视图，另一个使风电机的正视图。 大部分风电机具有恒定转速，转子叶片末的转速为64米/秒，在轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。图中的黄色带子比红色带子，被吹得更加指向风电机的背部。这是显而易见的，因为叶片末端的转速是撞击风电机前部的风速的八倍。 为什么转子叶片呈螺旋状？ 大型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。从转子叶片看过去，并向叶片的根部移动，直至到转子中心，你会发现风从很陡的角度进入（比地面的通常风向陡得多）。如果叶片从特别陡的角度受到撞击，转子叶片将停止运转。因此，转子叶片需要被设计成螺旋状，以保证叶片后面的刀口，沿地面上的风向被推离。 风电机结构
机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱左端是风电机转子，即转子叶片及轴。 转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。 轴心：转子轴心附着在风电机的低速轴上。 低速轴：风电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。 齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。 高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风电机被维修时。 发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。 偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装 置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。 图中显示了风电机偏航。通常，在风改变其方向时，风电机一 次只会偏转几度。 电子控制器：包含一台不断监控风电机状态的计算机，并控制 偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该 控制器可以自动停止风电机的转动，并通过电话调制解调器来 呼叫风电机操作员。 液压系统：用于重置风电机的空气动力闸。 冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风电机具有水冷发电机。 塔：风电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。 风速计及风向标：用于测量风速及风向。 风电机发电机 风电机发电机将机械能转化为电能。风电机上的发电机与你通常看到的，电网上
2020年风力发电行业现状及前景趋势 2020年
目录 1.风力发电行业现状 (4) 1.1风力发电行业定义及产业链分析 (4) 1.2风力发电市场规模分析 (6) 1.3风力发电市场运营情况分析 (7) 2.风力发电行业存在的问题 (10) 2.1零部件制造不平衡 (10) 2.2整机制造产能过剩 (10) 2.3技术有缺失、产品质量存隐患 (10) 2.4行业服务无序化 (11) 2.5产业结构调整进展缓慢 (11) 2.6供给不足，产业化程度较低 (12) 3.风力发电行业前景趋势 (13) 3.1中东部和南方地区陆上风能资源开发加速 (13) 3.2海上风电建设加快 (13) 3.3行业协同整合成为趋势 (14) 3.4生态化建设进一步开放 (14) 3.5呈现集群化分布 (15) 3.6需求开拓 (16) 3.7行业发展需突破创新瓶颈 (16) 4.风力发电行业政策环境分析 (18)
4.1风力发电行业政策环境分析 (18) 4.2风力发电行业经济环境分析 (18) 4.3风力发电行业社会环境分析 (18) 4.4风力发电行业技术环境分析 (19) 5.风力发电行业竞争分析 (20) 5.1风力发电行业竞争分析 (20) 5.1.1对上游议价能力分析 (20) 5.1.2对下游议价能力分析 (20) 5.1.3潜在进入者分析 (21) 5.1.4替代品或替代服务分析 (21) 5.2中国风力发电行业品牌竞争格局分析 (22) 5.3中国风力发电行业竞争强度分析 (22) 6.风力发电产业投资分析 (23) 6.1中国风力发电技术投资趋势分析 (23) 6.2中国风力发电行业投资风险 (23) 6.3中国风力发电行业投资收益 (24)
【摘要】风电场区域范围内的风能资源藴藏状况，是开发风力发电项目最基础的组成因素，能否客观的掌握其风能资源状况是项目成功和避免投资风险的关键所在。 【关键词】区域初步甄选风资源评估微观选址 1 概述 风能资源评估是整个风电场建设、运行的重要环节，是风电项目的根本，对风能资源的正确评估是风电场建设取得良好经济效益的关键，有的风电场建设因风能资源评价失误，建成的风电场达不到预期的发电量，造成很大的经济损失。风能资源评估包括三个阶段：区域的初步甄选、区域风能资源评估及微观选址。 2 区域的初步甄选 建设风电场最基本的条件是要有能量丰富，风向稳定的风能资源。区域的初步甄选是根据现有的风能资源分布图及气象站的风资源情况结合地形从一个相对较大的区域中筛选较好的风能资源区域，到现场进行踏勘，结合地形地貌和树木等标志物在万分之一地形图上确定风电场的开发范围。 风电场场址初步选定后，应根据有关标准在场址中立塔测风。测风塔位置的选择要选具有代表整个风电场的风资源状况，具体做法：根据现场地形情况结合地形图，在地形图上初步选定可安装风机的位置，测风塔要立于安装风机较多的地方，如地形较复杂要分片布置立测风塔，测风塔不能立于风速分离区和粗糙度的过渡线区域，即测风塔附近应无高大建筑物、地形较陡、树木等障碍物，与单个障碍物距离应大于障碍物高度的3倍，与成排障碍物距离应保持在障碍物最大高度的10倍以上；测风塔位置应选择在风场主风向的上风向位置。 测风塔数量依风场地形复杂程度而定：对于较为简单、平坦地形，可选一处安装测风设备；对于地形较为复杂的风场，要根据地形分片布置测风点。 测风高度最好与风机的轮毂高度一样，应不低于风机轮毂高度的2/3，一般分三层以上测风。 3 区域风资源评估 区域风资源评估内容包括： 对测风资料进行三性分析，包括代表性，一致性，完整性；测风时间应保证至少一周年，测风资料有效数据完整率应满足大于90％，资料缺失的时段应尽量小(小于一周)。
风电行业分析报告 1、引言 开发新能源和可再生清洁能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定性影响的五项技术领域之一，风能发电是最洁净、污染最少的可再生能源，充分开发利用风能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。而目前石油价格的持续攀升和世界各国对环境保护的日益重视，进一步促进了风能的快速发展。 2、风能发电产业发展现状 2.1 国际风能发电产业现状 2006年，全球风电装机达到了74223mw，较上年增长32%，这也是继2005年增长41%之后风电行业又一个高速增长的年份。根据相关资料的测算，2006年新增风电装机的市场规模达到了230亿美元，而这一规模还在不断扩大，成为一个不可忽视的行业。 目前情况国际风能发电发展状况是欧洲仍居榜首、亚洲增长迅速。德国、西班牙和美国的累计装机分别列全球前三，其中德国占全球累计装机的27.8%，西班牙和美国各占15.6%；从增量看，美国为全球第一，2006年新装机2454mw，占全球新增装机的16.1%，德国、印度和西班牙分别列第二至第四，中国以1347mw居第五。 根据主要风力发展国的规划，未来风电仍有很大的发展空间。以欧洲为例，计划到2020年实现可再生能源占总发电量的20%，其中风电达到12%；目前主要国家的风电覆盖率均处于较低的水平，全球平均风电占总发电量的比例仅为1.19%，要实现12%的目标，还需要增长近十倍。主要大国中风电发展较好的德国在2006年底风力发电占总发电量的4.34%，西
班牙为7.78%，属于欧洲较高水平；而美国的风电覆盖率仅有0.73%；总体来看，风电市场的增长相当迅速，主要增长市场将在美国、中国、印度以及欧洲部分国家。 2.1.1欧洲风电概况 欧洲长期维持全球第一大风电市场的地位，根据欧洲风能协会的数据，2006年全年新增装机7708.4mw，较上年增长19%，总装机达到48062mw，其中欧盟国家达到40512mw，风电2006年发电量达到100twh，相当于欧洲当年总发电量的3.3%；欧洲最主要的风电参与国家是德国和西班牙，这两个国家装机占欧洲全部的叁分之二；按照2006年底装机规模，德国占欧洲装机的42.48%，接近一半；西班牙占23.93%，接近四分之一。 各国为鼓励发展风电出台了各种措施，但总的来说，基本可以归为三大类：补贴电价、配额要求和税收优惠。欧盟25国中有18个国家采取补贴电价这类政策，包括了发展最快的三个国家德国GR、丹麦DK和西班牙ES，法国FR、葡萄牙PT也采用此种政策，从实际情况看补贴电价效果最明显；采用配额限制措施的有五个国家，占国家总数的五分之一，包括了英国和意大利，这两个国家2006年累计装机分别列欧洲第四和第五；税收优惠采用的国家也有五个，与配额制的相同，但这五个国家风电发展规模都很小，这一政策效果不佳；爱尔兰是个特例，并无鼓励风电发展的具体政策出台。 总体来看，补贴电价政策效果最好，强制完成配额的做法效果就要差一些，而欧洲的情况看，仅仅采取税收优惠是难以启动风电市场的；原因也很简单，补贴电价下，企业从事风电有盈利，具备内在的发展动力；配额值属于强制完成，企业必须完成配额义务，保证一定比例的装机规模，但由于现阶段风电电价较火电仍高，若无补贴统一上网则企业要承担部分亏损，因此仅仅完成配额而没有进一步发展的动力。
考场 准考证号 姓名 单位部门 装 订 线 风电知识 题号 一 二 三 总分 制卷人 阅卷人 得分 1.答题前将密封线内的项目填写清楚. 2.填写答案必须用蓝色(黑色)钢笔或圆珠笔,禁止使用铅笔或红笔. 3.本份试卷共3道大题,满分200分. 评卷人 得分 一、判断题 （本大题共有50道试题，合计50分） 1、磁场对载流导体的电磁力方向，用右手定则确定。( ) 答:× 2、在回路中，感应电动势的大小与回路中磁通对时间的变化率成正比( ) 答:√ 3、工作人员从事离地面四米及以上的高处作业，以及在没有脚手架或者在没有栏杆的脚手架上工作且高度超过一点五米时，应使用安全带。( ) 答:× 4、安全生产责任制要在贯彻落实上下真功夫，这是关键的关键。( ) 答:√ 5、企业实行安全生产目标四级控制，其中车间控制重伤和事故。( ) 答:× 6、风电机组加热和冷却装置应半年检测一次。( ) 答:× 7、安全带的试验周期是六个月。( ) 答:√ 8、避雷系统应每年检测一次。( ) 答:√ 9、电气倒闸操作严禁无监护操作。( ) 答:√ 10、各发电企业及多种产业企业要建立健全企业重大危险源监督管理三级网络，对本单位的重大危险源做到可控在控。( ) 答:√ 11、发生事故应立即调查，调查、分析事故必须实事求是、尊重科学、严肃认真，做到四不放过。( ) 答:× 12、风电机组接地电阻每年测试一次，要考虑季节因素影响，保证不大于规定的接地电阻值。( ) 答:√ 13、危急事件管理工作遵循安全第一、防消结合的方针，坚持防御和救援相结合的原则。( ) 答:× 14、风电机组定期维护和特殊项目的检修应填写工作票和检修报告。( ) 答:√ 15、根据重大危险源评估标准，按危险程度将重大危险源分为四个等级。( ) 答:√ 16、重大危险源普查登记建档要求数据准确，内容完整，客观因素分辨准确。( ) 答:× 17、一份操作票应由一组人员操作，监护人手中只能持一份操作票。( ) 答:√ 18、各发电企业及多种产业企业重大危险源管理的职责之一落实重大危险源的普查、登记、建档、备案、评估和问题整改工作。( ) 答:√ 19、所有生产人员必须熟练掌握触电现场急救方法，所有职工必须掌握消防器材使用方法。( ) 答:√ 20、风场值班员是当班期间所负责设备的领导责任，在班长的领导下，对所辖设备、设施的安全、稳定运行负责。( ) 答:× 21、风厂新聘人员应有六个月实习期，实习期满后经考核合格方能上岗。( ) 答:× 22、运行人员对安全规程半年考试一次。( ) 答:× 23、使用灭火弹要与防火隔断有效配合，确保保护范围的有效性。( ) 答:√ 24、对已不构成重大危险源的，应及时报告注销。( ) 答:√ 25、事故调查处理应当按照实事求是、尊重科学的原则。( ) 答:√ 26、工作票、操作票的填写的设备双重名称系指具有英文名称和阿拉伯数字编号的设备。( ) 答:× 27、事故紧急处理可不填工作票，但应履行工作票手续，做好安全措施。( ) 答:× 28、发现有人酒后上班应立即令其退班。( ) 答:√ 29、高压室的钥匙至少应有三把，由运行人员负责保管，按值移交。( ) 答:√ 30、每一年对塔筒内安全钢丝、爬梯、工作平台、门防风挂钩检查一次，有问题及时处理。( ) 答:× 31、在有雷雨天气时不要停留在风电机内或靠近风电机。风电机遭雨击后2小时内不得接近风电机。( ) 答:× 32、隔离开关只能隔离电源及倒闸操作用，严禁带负荷拉、合隔离开关。( ) 答:√ 33、操作中严格执行“唱票—操作—回令”步骤。( ) 答:× 34、测量绝缘时，在测量绝缘前后，必须将被试设备对地放电。( ) 答:√ 35、凡进行运行、检修、试验工作必须进行危险点分析。( ) 答:× 36、电气倒闸操作严禁一人操作。( ) 答:× 37、实施安全质量标准化，推动安全生产工作制度化、规范化、标准化。( ) 答:√ 38、风电场工作人员应具备必要的机械、电气、安装知识，并掌握安全规程的要求。( ) 答:√ 39、安全生产管理，坚持安全第一、预防为主的方针。( ) 答:√
风力发电机介绍 目录 1. 风力发电发展的推动力 2.风力发电的相关参数 2.1.风的参数 2.2.风力机的相关参数（以水平轴风力机为例） 3.风力机的种类 3.1.水平轴风力机 3.2.垂直轴风力机 4.水平轴风力机详细介绍 4.1.风轮机构 4.2.传动装置 4.3.迎风机构 4.4.发电机 4.5.塔架 4.6.避雷系统 4.7.控制部分 5.风力发电机的变电并网系统 5.1.（恒速）同步发电机变电并网技术
5.2.（恒速）异步发电机变电并网技术 5.3.交—直—交并网技术 5.4.风力发电机的变电站的布置 6.风力发电场 7.风力机发展方向 1. 风力发电发展的推动力： 1) 新技术、新材料的发展和运用； 2) 大型风力机制造技术及风力机运行经验的积累； 3) 火电发电成本（煤的价格）上涨及环保要求的提高（一套脱硫装置价格相当 一台锅炉价格）。 2. 风力发电的相关参数： 2.1. 风的参数： 2.1.1. 风速： 在近300m的高度内，风速随高度的增加而增加，公式为： V：欲求的离地高度H处的风速； V0：离地高度为H0处的风速（H0=10m为气象台预报风速的高度）； n：与地面粗糙度等因素有关的指数，平坦地区平均值为0.19～0.20。 2.1.2. 风速频率曲线：
在一年或一个月的周期中，出现相同风速的小时数占这段时间总小时数的百分比称风速频率。 图1：风速频率曲线 2.1. 3. 风向玫瑰图(风向频率曲线)： 在一年或一个月的周期中，出现相同风向的小时数占这段时间总小时数的百分比称风向频率。以极座标形式表示的风向频率图叫风向玫瑰图。 图2：风向玫瑰图
2014年中小型风力发电机行业分析报告 2014年11月
目录 一、行业监管体制和有关政策 (4) 1、行业监管体制 (4) 2、主要法律法规及行业政策 (5) 二、行业发展概况 (5) 1、全球风电行业发展概况 (6) 2、中国中小型风电行业现状 (8) 三、行业发展前景 (10) 四、风力发电机行业的主要经营特点 (11) 1、风力发电机行业的经营模式 (11) 2、行业的周期性、区域性和季节性 (12) 五、行业上下游的关系 (12) 六、行业壁垒 (13) 1、贸易政策壁垒 (13) 2、技术壁垒 (13) 3、品牌壁垒 (14) 七、影响行业发展的有利因素和不利因素 (14) 1、有利因素 (14) （1）可再生能源对传统能源的替代趋势日益明显 (14) （2）国家政策的支持 (14) （3）技术进步降低风能发电成本 (15) （4）风能与其他可再生能源产品相比存在比较优势 (15) 2、不利因素 (15) （1）行业对政策依赖度过高 (15) （2）行业地位不高，竞争激烈 (16) （3）标准滞后，缺乏检测和认证体系 (16) 八、行业风险特征 (16)
1、政策风险 (16) 2、营业成本上升的风险 (17) 九、行业竞争格局 (17)
一、行业监管体制和有关政策 1、行业监管体制 风力发电设备制造业的行政主管部门为国家能源局，其主要职责为：根据国内外能源开发利用情况，拟定能源发展战略、规划和政策，提出相关体制改革建议，推进能源可持续发展战略的实施，组织可再生能源和新能源的开发利用，组织指导能源行业的能源节约、能源综合利用和环境保护工作。 我国近年来的风电产业政策导向一直以鼓励扶持为主，为加快风电行业产业化进程，国家发改委专门先后颁布了《促进风电产业发展实施意见》、《节能发电调度办法（试行）》以及《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》，加大对电网对风电场发电量的全额收购要求，并对相关入网电价作出调整，进一步规范风电价格管理，保障风电企业正常利润，保障风电产业的可持续发展。 针对中小型风电产业，《风电发展“十二五”规划》明确提出“因地适宜开发建设中小型风电项目”；《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》亦明确提出：“开展绿色能源和新能源区域应用示范建设，建成完善的县域绿色能源利用体系；在可再生能源丰富和具备多元化利用条件的中小城市及偏远农牧区、海岛等，示范建设分布式光伏发电、风力发电、沼气发电、小水电“多能互补”的新能源微电网系统。推进新能源装备产业化。到2015年，建成世界领先的
风力发电安全操作知识培训教材 1 总则 为贯彻“电业生产，安全第一”的方针，保障电力系统的正常生产和检修、维护工作人员的安全，在风力发电机组的检修和维护前要认真学习风力发电机组安全操作知识。 2.1 个人防护 进入风机作业现场，必须使用个人防护设备，包括： 1）全护体安全带、安全帽、安全靴、手套，必要时还需要保暖衣。 2）个人防护设备必须是得到批准的型号，其上标有产品合格标志，表明适合于使用者准备从事的相关工作和保护，适合于工作地区的气候条件。 3）如果有多人同时攀登风力发电机塔筒，每人都必须配备个人所需的防护设备。 4）个人防护设备必须送请有资质的单位检查和检验，每年至少一次。 5）维护部员工必须正确妥善保存全护体安全带，并且必须随时检查。 2.2 安全带的穿戴 安全带的配戴程序如下： 1、通过扣眼（1）扣紧安全带，使大腿圈（2）下垂 2、将肩带（3）以背旅行包的方式放在肩上，使锁 扣（1）的塑料带靠在后背上。 3、把松开的大腿圈（2）从里到外套在大腿上。 4、大腿圈（2）的皮带穿入搭扣（4）内，并拉紧。 5、将大腿圈皮带的末端穿进皮带的带袢（5）内。 图4 – 1 6、拉紧胸部的窄皮带（6） 7、以中部的皮带调整器（7）调整皮带的正确位置。 2.3 安全防护设备的日常保养 1）绝对不能与酸类或与腐蚀性化学药品接触。 2）不得接触尖锐边缘以及带尖锐边缘的物体。
4）必须存放在通风良好的地方，并避免太阳直接照射。 5）每次在使用安全带避免了事故之后，应由专业人员对安全带加以检查。一年必须至少检修一次。任何有瑕疵设备都必须立刻停止使用。 3 风力发电机组现场安装安全规程 风力发电机组的塔筒、机舱和风轮的安装工作必须严格按照吊装说明或安装指导进行。 3.1 现场安全防护一般规定 3.1.1 进入施工现场的所有人员必须穿戴好安全帽、穿安全鞋和合适的工作服。 3.1.2 凡从事两米以上的高空作业人员必须系好安全带。 3.1.3 正确使用安全用具，未经安全培训人员和未携带安全用具人员禁止进入现场工作。 3.1.4 高空作业人员严禁带病作业，禁止酒后作业。 3.1.5 定期对安全用具进行检验，检验合格后方可继续使用。安全用具如有破损时，必须随时更换。 3.1.6 高空作业时严禁临空投掷物料。 3.1.7 施工现场禁止流动吸烟，吸烟人员必须在指定的吸烟点吸烟，施工人员禁止作业时吸烟。3.1.8施工人员必须牢记“三不伤害”原则：不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害。 3.1.9 现场应配备足够的干粉灭火器材，消防器材应保证灵敏有效，干粉灭火器必须按规定时间更换干粉。 3.1.10 夜间施工必须有足够照明，危险作业面周围应红灯示警。 3.1.11 重要操作或检修时工作负责人必须要到现场检查安全措施是否到位。 3.1.12 雷雨天气禁止近距离巡视风机。 3.2 设备安装安全防护 3.2.1 使用液压设备时，操作人员必须戴护目镜。 3.2.2 手持电动工具的使用应符合国家标准的有关规定。工具的电源线、插头和插座应完好，电源线不得任意接长和调换，工具的外绝缘应完好无损，维修和保管应由专人负责。 3.2.3 噪音为90分贝或超过90分贝时，操作人员必须戴耳套。
一、风力发电行业的发展现状?1．世界风力发电行业的发展现状 根据全球风能理事会的统计数据，截至２００8年底,世界风电总装机容量达到120７9万千瓦,这意味着每年发电2600亿千瓦时，减少二氧化碳排放1.58亿吨。总装机容量排在前五位的国家依次是美国、德国、西班牙、中国和印度,他们的装机容量总和占世界装机容量的72.6%,即8７68万千瓦。美国的累计装机容量达到２517万千瓦,占世界装机总量的2 0.8%，超过德国,成为世界第一。 20０8年，全球新增装机容量27０6万千瓦,新增装机容量排在前五位的国家是美国、中国、印度、德国和西班牙。中国在2０0８年世界新增装机容量中所占比例为２３％。? 2.中国风力发电行业的发展现状 自１9８6年建设山东荣成第一个示范风电场至今,经过近23年的努力，风电场装机规模不断扩大。根据中国风能协会的统计数据,截止２００８年底,全国累计安装风电机组１160０多台，装机规模约1２1５．3万千瓦，装机增长率为1０6%。装机分布在24个省(市、自治区)，比2０08年增加了重庆、江西和云南三个省市。累计装机容量排名前五位的省依次是内蒙古、辽宁、河北、吉林和黑龙江。 在累计装机中,中国内资与合资企业产品占6１.8%,金风科技的份额最大，占累计总装机的2 1.6%。外资企业产品占3８.２％,西班牙歌美飒(Gaｍesａ）的份额最大,占累计总装机的12.8%。 2008年内资（合资）企业新增装机容量排名前十位的依次是华锐、金风、东汽、运达、上海电气、明阳、航天安迅能、湘电、常牵新誉和北重。前三位华锐、金风和东汽的新增装机容量总和约为35９万千瓦,占２008年新增装机比例为５7．43%。
风力发电机控制原理 本文综述了风力发电机组的电气控制。在介绍风力涡轮机特性的基础上介绍了双馈异步发电系统和永磁同步全馈发电系统，具体介绍了双馈异步发电系统的运行过程，最后简单介绍了风力发电系统的一些辅助控制系统。 关键词：风力涡轮机；双馈异步；永磁同步发电系统 概述： 经过20年的发展风力发电系统已经从基本单一的定桨距失速控制发展到全桨叶变距和变速恒频控制，目前主要的两种控制方式是：双馈异步变桨变速恒频控制方式和低速永磁同步变桨变速恒频控制方式。 在讲述风力发电控制系统之前，我们需要了解风力涡轮机输出功率与风速和转速的关系。 风力涡轮机特性： 1，风能利用系数Cp 风力涡轮从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系数Cp表示： P---风力涡轮实际获得的轴功率 r---空气密度 S---风轮的扫风面积 V---上游风速 根据贝兹（Betz）理论可以推得风力涡轮机的理论最大效率为：Cpmax=0.593。 2，叶尖速比l 为了表示风轮在不同风速中的状态，用叶片的叶尖圆周速度与风速之比来衡量，称为叶尖速比l。 n---风轮的转速 w---风轮叫角频率 R---风轮半径 V---上游风速 在桨叶倾角b固定为最小值条件下，输出功率P/Pn与涡轮机转速N/Nn的关系如图1所示。从图1中看，对应于每个风速的曲线，都有一个最大输出功率点，风速越高，最大值点对应得转速越高。如故能随风速变化改变转速，使得在所有风速下都工作于最大工作点，则发出电能最多，否则发电效能将降低。
涡轮机转速、输出功率还与桨叶倾角b有关，关系曲线见图2 。图中横坐标为桨叶尖速度比，纵坐标为输出功率系统Cp。在图2 中，每个倾角对应于一条Cp=f(l)曲线，倾角越大，曲线越靠左下方。每条曲线都有一个上升段和下降段，其中下降段是稳定工作段（若风速和倾角不变，受扰动后转速增加，l加大，Cp减小，涡轮机输出机械功率和转矩减小，转子减速，返回稳定点。）它是工作区段。在工作区段中，倾角越大，l和Cp越小。 3，变速发电的控制 变速发电不是根据风速信号控制功率和转速，而是根据转速信号控制，因为风速信号扰动大，而转速信号较平稳和准确（机组惯量大）。 三段控制要求： 低风速段Ｎ＜Ｎｎ，按输出功率最大功率要求进行变速控制。联接不同风速下涡轮机功率－转速曲线的最大值点，得到ＰＴＡＲＧＥＴ＝ｆ（ｎ）关系，把ＰＴＡＲＧＥＴ作为变频器的给定量，通过控制电机的输出力矩，使风力发电实际输出功率Ｐ＝ＰＴＡＲＧＥＴ。图３是风速变化时的调速过程示意图。设开始工作与Ａ２点，风速增大至Ｖ２后，由于惯性影响，转速还没来得及变化，工作点从Ａ２移至Ａ１，这时涡轮机产生的机械功率大于电机发出的电功率，机组加速，沿对应于Ｖ２的曲线向Ａ３移动，最后稳定于Ａ３点，风速减小至Ｖ３时的转速下降过程也类似，将沿Ｂ２－Ｂ１－Ｂ３轨迹运动。 中风速段为过渡区段，电机转速已达额定值Ｎ＝Ｎｎ，而功率尚未达到额定值Ｐ＜Ｐｎ。倾角控制器投入工作，风速增加时，控制器限制转速升，而功率则随着风速增加上升，直至Ｐ＝Ｐｎ。 高风速段为功率和转速均被限制区段Ｎ＝Ｎｎ／Ｐ＝Ｐｎ，风速增加时，转速靠倾角控制器限制，功率靠变频器限制（限制ＰＴＡＲＧＥＴ值）。 ４，双馈异步风力发电控制系统 双馈异步风力发电系统的示意见图４，绕线异步电动机的定子直接连接电网，转子经四象限ＩＧＢＴ电压型交－直－交变频器接电网。 转子电压和频率比例于电机转差率，随着转速变化而变化，变频器把转差频率的转差功率变为恒压、恒频（５０ＨＺ）的转差功率，送至电网。由图４可知： Ｐ＝ＰＳ－ＰＲ；ＰＲ＝ＳＰＳ；Ｐ＝（１－Ｓ）ＰＳ Ｐ是送至电网总功率；ＰＳ和ＰＲ分别是定子和转子功率 转速高于同步速时，转差率Ｓ＜０，转差功率流出转子，经变频器送至电网，电网收到的功率为定、转子功率之和，大于定子功率；转速低于同步转速食，Ｓ＞０，转差功率从电网，
中国期刊全文数据库共找到13 条 [1] 龚强,袁国恩,汪宏宇,蔺娜,于华深. 辽宁沿海地区风能资源状况及开发潜力初步分析[J]地理科学, 2006,(04) . [2] 刘其辉,贺益康,赵仁德. 变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制[J]电力系统自动化, 2003,(20) . [3] 杨秀媛,梁贵书. 风力发电的发展及其市场前景[J]电网技术, 2003,(07) . [4] 林志远. 风能资源及测风数据整理技巧[J]广东电力, 2003,(05) . [5] 顾本文,王明,施晓晖. 云南省风能资源的评估研究[J]贵州气象, 1999,(S1) . [6] 陕华平,肖登明,薛爱东. 大型风电场的风资源评估[J]华东电力, 2006,(02) . [7] 谭恢曾. 风能与风力发电[J]湖南电力, 2002,(02) . [8] 徐卫民,曾辉,陆长清. 江西省风能资源分析[J]江西能源, 2002,(04) . [9] 曹明晓. 山东风能资源的开发利用[J]经济地理, 1993,(01) . [10] 杨振斌,薛桁,桑建国. 复杂地形风能资源评估研究初探[J]太阳能学报, 2004,(06) . [11] 包能胜,刘军峰,倪维斗,叶枝全. 新疆达坂城风电场风能资源特性分析[J]太阳能学报, 2006,(11) . [12] 郝毓灵,吴新敏. 风能资源开发利用的社会需要和发展前景[J]新疆环境保护, 2001,(01) . [13] 齐丽丽,袁国恩. 辽宁锦州藏东地区风能资源评价[J]资源开发与市场, 2003,(06) . 中国优秀硕士学位论文全文数据库共找到149 条 [1] 艾斯卡尔. 变速恒频交流励磁风力发电机系统及其控制原理研究[D]河海大学, 2004 . [2] 陈实. MW级风力发电系统单机电气控制技术研究——无功补偿和偏航控制系统[D]南
２０１８年海上风电行业深度研究报告
目录 1.风电未来空间广阔，机组大功率化是趋势 (4) 1.1全球风电投资和装机稳定增长，未来前景广阔 (5) 1.2风电装机成本不断下降，机组大功率化成趋势 (6) 1.3中国风电装机居世界首位，国内风电占比稳步提升 (8) 2.陆上风电存量消纳仍是主要目标 (9) 2.1全国电力需求稳定增长 (9) 2.2弃风率有所降低，存量消纳仍是主要工作 (9) 2.2.1国家电网多举措促进消纳，弃风率有所改善 (9) 2.2.2预计能源局四季度将核准多条特高压工程以促进消纳 (11) 2.3新增装机规模空间有限，风电建设向中东南部迁移 (12) 2.4配额制促进消纳，竞价政策加速风电平价上网 (14) 2.5陆上风电消纳为主，分散式风电尚在布局 (14) 3.海上风电有望迎来快速发展期 (15) 4.投资建议 (20) 4.1金风科技（002202） (20) 4.2天顺风能（002531） (21) 4.3东方电缆（603606） (21)
图目录 图1：风电行业产业链 (4) 图2：全球清洁能源装机和发电量占比（包含水电） (5) 图3：全球清洁能源和风电投资额（十亿美元）及风电投资占比 (5) 图4：全球风电装机容量（GW）预测及同比增速（右轴） (5) 图5：2010-2017年全球风电装机成本和LCOE变化趋势 (6) 图6：1991-2017年中国新增和累计装机的风电机组平均功率 (6) 图7：2008-2017年全国不同单机容量风电机组新增装机占比 (7) 图8：2011年以来新增风电机组平均风轮直径（m）及增速 (7) 图9：2017年新增风电机组轮毂高度分布 (7) 图10：2017年不同国家新增风电装机份额 (8) 图11：2017年不同国家累计风电装机份额 (8) 图12：风力发电设备容量及占全部发电设备容量的比重 (8) 图13：风力发电量及占全部发电量的比重 (8) 图14：全社会用电量变化趋势 (9) 图15：近年来中国弃风电量（亿千瓦时）及弃风率情况 (10) 图16：国家电网近年来风电并网容量（GW） (10) 图17：国家电网近年来特高压线路长度（万公里） (10) 图18：2010-2017年全国风电新增和累计装机容量（GW） (12) 图19：2017年与2020年底累计风电装机占比变化趋势 (13) 图20：海上风电厂主要组成部分 (16) 图21：截至2017年底我国海上风电制造企业累计装机容量（MW） (17) 图22：截至2017年底我国海上风电开发企业累计装机容量（MW） (18) 图23：截至2017年底我国海上风电不同单机容量机组累计装机容量（万千瓦） (18) 图24：截至2017年底我国沿海各省区海上风电累计装机容量（万千瓦） (19) 表目录 表1：双馈齿轮箱技术和直驱永磁技术比较 (4) 表2：国家电网2017年消纳新能源举措（不完全统计） (11) 表3：2018年以来风电行业相关政策 (11) 表4：拟核准的三条和清洁能源输送相关的特高压工程 (12) 表5：主要政策中关于风电建设规模的表述 (13) 表6：分散式风电发展低于预期的主要原因（不完全统计） (15) 表7：我国海上风资源分类 (16) 表8：2017年我国海上风电制造企业新增装机容量 (17) 表9：2018年以来核准和开工的海上风电项目（不完全统计） (19) 表10：海陆丰革命老区振兴发展近期重大项目之海上风电项目 (20)
风力发电 把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。 风力发电的原理， 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。 风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵） 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同） 由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。 铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。 发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。 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。 一般说来，三级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速为每秒9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒6米时，只有16千瓦；而风速每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。 在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。 我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约 2.53亿千瓦。2009年，中国（不含台湾地区）新增风电机组10129台，容量13803.2MW，同比增长124%；累计安装风电机组21581台，容量25805.3MW。按照国家规划，未来15年，全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算，根据《风能世界》杂志发布，未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。风电发展到目前阶段，其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电的优势在于：能力每增加一倍，成本就下降15% 风力发电的输出
风力发电机及风力发电控制技术综述 摘要：本文分析比较了各种风力发电机的优缺点，介绍了相关风力发电控制技术，风力发 电系统中的应用，最后对未来风力发电机和风力发电控制技术作了展望。 关键词：风力发电机电力系统控制技术 Overview of Wind Power Generators and the Control Technologies SU Chen-chen Abstract:This paper analyzes the advantages and disadvantages of the various wind turbine control technology of wind power, wind power generation system, and finally prospected the future control of wind turbines and wind power technology. 1 引言 在能源短缺和环境趋向恶化的今天，风能作为一种可再生清洁能源，日益为世界各国所重视和开发。由于风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发展前景，近20年来风电技术有了巨大的进步，风电开发在各种能源开发中增速最快。德国、西班牙、丹麦、美国等欧美国家在风力发电理论与技术研发方面起步较早，因而目前处于世界领先地位。与风电发达国家相比，中国在风力发电机制造技术和风力发电控制技术方面存在较大差距，目前国内只掌握了定桨距风机的制造技术和刚刚投入应用的兆瓦级永磁直驱同步发电机技术，在风机的大型化、变桨距控制、主动失速控制、变速恒频等先进风电技术方面还有待进一步研究和应用[1]。发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要装置，它不仅直接影响输出电能的质量和效率，也影响整个风电转换系统的性能和装置结构的复杂性。风能是低密度能源，具有不稳定和随机性特点，控制技术是风力机安全高效运行的关键，因此研制适合于风电转换、运行可靠、效率高、控制且供电性能良好的发电机系统和先进的控制技术是风力发电推广应用的关键。本文分析比较了各种风力发电机的优缺点，介绍了相关风力发电控制技术，风力发电系统中的应用，最后对未来风力发电机和风力发电控制技术作了展望。 2 风力发电机 2.1 风电机组控制系统概述 图1为风电机组控制系统示意图。系统本体由“空气动力学系统”、“发电机系统”、“变流系统”及其附属结构组成; 电控系统(总体控制)由“变桨控制”、“偏航控制”、“变流控制”等主模块组成(此外还有“通讯、监控、健康管理”等辅助模块)。各种控制及测量信号在机组本体系统与电控系统之间交互。“变桨控制系统”负责空气动力系统的“桨距”控制，其成本一般不超过整个机组价格5%，但对最大化风能转换、功率稳定输出及机组安全保护至关重要，因此是风机控制系统研究重点之一。“偏航控制系统”负责风轮自动对风及机舱自动解缆，一般分主动和被动两种偏航模式，而大型风电机组多采用主动偏航模式。“变 流控制系统”通常与变桨距系统配合运行，通过双向变流器对发电机进行矢量或直接转矩控制，独立调节有功功率和无功功率，实现变速恒频运行和最大(额定)功率控制。
2020-2025 年风力发电行业市场竞 争格局和产业链报告 目录 第一章风力发电行业概述 (3)
第一节风力发电行业定义 (3) 第二节风力发电行业特点分析 (3) 一、风力发电行业周期性特征分析 (3) 二、风力发电行业区域性特征分析 (3) 三、风力发电行业季节性特征分析 (4) 第二章风力发电行业市场竞争格局分析 (5) 第一节我国风力发电行业竞争状况分析 (5) 第二节我国风力发电行业竞争对手分析 (6) 第三章风力发电行业产业链上下游市场运行分析 (9) 第一节风力发电行业产业链介绍 (9) 第二节风力发电上下游行业发展状况对行业发展的影响 (9)
第一章风力发电行业概述 第一节风力发电行业定义 风力发电行业属于电力工业链的发电环节，其工作原理和流程是将空气动能首先通过叶轮转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，发电机组输出的电能通过升压变电站升压后输送到电网中，电网再将电能送至各用电单位。 风能是一种清洁而稳定的可再生能源，在环境污染和温室气体排放日益严重的今天，风力发电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、投融资机构、技术研发机构、项目运营企业等的高度关注。相应地，风电也成为近年来世界上增长最快的能源。 第二节风力发电行业特点分析 一、风力发电行业周期性特征分析 就行业周期性而言，影响风电行业发展的主要因素是风资源、国家政策和电网条件，现阶段本行业正处于持续稳定发展期，无明显的行业周期性。 二、风力发电行业区域性特征分析 就行业的区域性而言，我国风电场项目具有区域性的特点，主要集中于风资源比较丰富的内蒙古、新疆、甘肃、河北、山东等省份。未来，随着低风速风机的成熟和应用，本行业的区域性特征将进一步减弱 三、风力发电行业季节性特征分析