关于离网型风力发电系统的研究

离网小型风力发电系统经济性评估离网小型风力发电系统经济性评估离网小型风力发电系统是一种可再生能源发电方式，可以为离网地区提供可靠的电力供应。

对于离网地区而言，建立自己的发电系统可以减少能源依赖和成本，因此进行经济性评估是非常重要的。

以下是一种基于步骤思考的离网小型风力发电系统经济性评估。

第一步：确定成本首先，需要确定离网小型风力发电系统的总成本。

这包括购买风力发电机组、安装费用、电网连接费用、运营和维护费用等。

同时，还需要考虑系统寿命和折旧费用。

这些成本的确定可以通过与供应商和承包商的洽谈得到。

第二步：确定收益接下来，需要确定离网小型风力发电系统的预期收益。

这可以通过计算系统的年发电量和电价来估算。

年发电量可以通过风力资源评估和系统性能的估计得到。

电价可以参考当地的电价水平。

第三步：计算回收期回收期是评估回报的重要指标之一。

通过将总成本除以预期年收益，可以计算出回收期。

回收期越短，系统的经济性越强。

第四步：风险评估在经济性评估中，还需要考虑风险因素。

风力资源的波动性和能源市场的不确定性可能会影响系统的收益。

因此，需要对这些风险进行评估，并考虑适当的风险管理措施。

第五步：评估其他效益除了经济性，离网小型风力发电系统还可以带来其他效益。

例如，减少对化石燃料的依赖，降低碳排放和环境保护等。

这些效益也应该被综合考虑在内。

第六步：制定决策最后，通过综合考虑以上因素，制定决策是否建立离网小型风力发电系统。

如果经济性和其他效益都能够得到满足，那么建设系统可能是一个可行的选择。

总结起来，离网小型风力发电系统经济性评估需要考虑总成本、预期收益、回收期、风险因素和其他效益。

通过综合评估这些因素，可以得出是否建立系统的决策。

这种评估过程可以帮助离网地区确定是否采用离网小型风力发电系统，以实现可持续发展和经济效益的双赢。

离网小型风力发电系统电能存储方案离网小型风力发电系统电能存储方案离网小型风力发电系统是一种于电网的发电系统，它通过利用风能将其转化为电能。

然而，风力发电系统的产能受到风速和天气条件的影响，因此如何有效地存储和利用风能成为一个重要的问题。

下面是一种电能存储方案的逐步思考过程：第一步：了解电能存储的需求首先，我们需要明确离网小型风力发电系统的电能存储需求。

这取决于用户对电能的使用量和使用时间。

例如，用户可能需要在没有风的情况下持续供电，或者需要在夜间使用风能发电。

第二步：选择适合的电能存储技术根据电能存储的需求，我们可以选择适合的电能存储技术。

目前常用的电能存储技术包括电池存储、氢能存储和压缩空气储能等。

每种技术都有其优缺点，需要根据实际情况进行选择。

第三步：具体分析电池存储技术电池存储是一种常见的电能存储技术，它可以通过将电能储存在电池中，然后在需要时释放出来供电。

在离网小型风力发电系统中，我们可以选择锂离子电池或铅酸电池等常见的储能电池。

这些电池具有较高的能量密度和较长的使用寿命，适合用于小型风力发电系统。

第四步：考虑储能效率和成本在选择电池存储技术时，我们还需考虑其储能效率和成本。

储能效率指的是将电能储存到电池中和从电池中释放电能的效率，通常以百分比表示。

成本包括电池的购买成本、维护成本和更换成本等。

我们需要综合考虑这些因素，选择具有高储能效率和相对较低成本的电池储能技术。

第五步：设计合适的电能管理系统在应用电池存储技术时，我们还需要设计合适的电能管理系统。

这个系统可以监测风力发电机组和电池组的运行状态，根据实时风速和电池电量等信息，合理调配电能的供应和储存。

例如，在风速较低时，系统可以将电能存储到电池中；在风速较高时，系统可以将电能直接供应给用户或者将多余的电能存储起来。

第六步：进行实地测试和优化最后，我们需要进行实地测试和优化。

通过实际运行离网小型风力发电系统并监测其电能存储效果，我们可以不断优化电能存储方案。

离网风力发电机系统构成介绍把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。

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。

风力发电所需要的装置称作风力发电机组。

风力发电机组主要由两大部分组成：风力机部分将风能转换为机械能；发电机部分将机械能转换为电能。

根据风力发电机这两大部分采用的不同结构类型，以及它们分别采用技术的不同特征，再加上它们的不同组合，风力发电机组可以有多种多样的分类。

风力发电机组主要由风轮、传动与变速机构、发电机、塔架、迎风及限速机构组成。

离网风力发电系统是利用风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。

离网风力发电供电系统一般包括风力发电机、智能控制器、逆变器、交流/直流负载、蓄电池组等部分，该系统是集风力发电技术及智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统，发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。

1、发电部分（1）风轮风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。

一般风力发电机的风轮由两个或三个叶片构成，桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其他复合材料（如碳纤维）来制造。

在风的吹动下，风轮转动起来，使空气动力能转变成机械能（转速+扭矩）。

风轮的轮毂固定在发电机轴上，风轮的转动驱动了发电机轴旋转，带动三相发电机发出三相交流电。

（2）调向机构调向机构是用来调整风力机的风轮叶片与空气流动方向相对位置的机构，其功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。

因为当风轮叶片旋转平面与气流方向垂直时，即迎着风向时，风力机从流动的空气中获取的能量最大，因而风力机的输出功率最大，所以调向机构又称为迎风机构（国外通称偏航系统）。

小型水平轴风力机常用的调向机构有尾舵和尾车。

离网型风光互补发电系统本离网型风光互补发电系统采用2组2KW的风力发电机、2KW的太阳能电池组件，通过风机控制器、太阳能控制器向蓄电池组供电，再经过逆变器向设备供电。

系统框图如下所示。

系统框图以下是对各部件的介绍：(一)2KW风力机机构：1)桨叶：采用胶衣树脂和增强玻璃纤维制品制作，结构强度高，能保证在高转速下安全运行。

优选高升阻比翼型，兼顾宽尖速比和降噪音进行气动优化设计，气动效率高于0.4，噪音低于65db。

2)发电机：采用强磁材料，优级轴承，F级绝缘IP54防护，保证使用寿命30000小时以上。

3)采用机械离心变桨距机构，风轮不旋转时，桨叶处于易起动的角度，风速高于2.5m/s，二级风即可转动；4~9m/s风速下，风轮旋转桨叶受离心锤作用，其角度随转速变化，跟踪在利于加速的高升阻力比状态，风轮保持高效率平稳运行；当风速继续增大，风轮转速提高，桨叶在离心锤的作用下，向负角度转变，迫使风轮恢复并维持在额定转速附近运行，最高转速不超过370r/min。

4)采用下风式对风机构，省略了尾舵。

5)所有外露机件均采用长效防腐蚀表面处理，保证风力机在露天使用不锈蚀。

2KW风力机主要技术参数：(二)2KW太阳能电池组件：1)由20块100W的太阳能电池板组成，正常使用寿命20年。

2)采用多晶硅材料，其转换效率为10%~13%。

单块太阳能电池板主要技术参数：(三)高性能风光互补控制器：1)采用了专为风光互补系统设计的液晶模块，可以显示蓄电池电压、风机电压、光电池电压、风机功率、光电池功率、风机电流、光电池电流、蓄电池电量状态。

2)控制风机和太阳能电池对蓄电池进行限流限压充电。

3)具有完善的保护功能，包括：太阳能电池防反冲、太阳能电池防反接、蓄电池过充电、蓄电池防反接、防雷、风机限流、风机自动刹车和手动刹车。

4)配有专用的远程监控软件。

该软件可实时监控系统的运行状态，如蓄电池电压、风机电压、太阳能电池电压、蓄电池充电电流、风机充电电流、太阳能充电电流、蓄电池充电功率、太阳能充电功率、风机充电功率等。

离网风力发电系统的应用设计实例一、任务导入我国还有很多远离电网的农村、牧区、边防连队、海岛驻军等地方使用柴或汽油发电机组供电，发电成本相当高，而这些地方大部分处在风力资源丰富地区。

通过采用风力发电机组供电，节约了燃料和资源，同时还减少了对环境的污染，一举多得，有着十分显著的经济效益和社会效益。

如何选择一台真正适合本地区使用的小型风力发电机进行风力发电呢？二、相关知识风力发电机根据应用场合的不同又分为并网型和离网型风力机，离网型风力发电机亦称独立运行风力机是应用在无电网地区的风力机，一般功率较小。

独立运行风力机一般需要与蓄电池和其他控制装置共同组成独立运行风力机发电系统。

这种独立运行系统可以是几千瓦乃至上几十千瓦解决一个村落的供电系统，也可以是几十到几百瓦的小型风力发电机组以解决一家一户的供电，我们这里主要介绍适合我国边远无电地区的小型风力发电机组的应用。

学习情境离网风力发电系统的设计方法根据安装地点的风能资源情况，以及用户的用电负荷和用电要求，合理选配小型风力发电机组的类型和配置，以获得最佳效益是离网风力发电系统的设计要求。

（一）风力发电设计应注意的问题1．风力发电系统应用环境的分类为了使风力发电系统适应不同的使用环境，降低因为环境原因造成的风力发电机组故障，将风力发电系统的使用环境分成3类。

根据不同环境的实际需要选择相适应的产品。

I类地区：沿海地区。

抗风能力强，风力发电机在承受60m/s风速时，不至于损坏；耐腐蚀，要求在沿海地区耐腐蚀年限为10年。

Ⅱ类：高寒、高海拔地区。

要求可以适应低温环境；适应高海拔低气压环境。

Ⅲ类：沙漠、戈壁地区。

要求可以适应高温酷热环境；适应沙尘天气。

I类地区风力发电机的安全风速不小于60m/s；Ⅱ类和Ⅲ类地区机组的安全风速不小于50m/s。

风力发电机的启动风速和额定风速应根据年平均风速频率分布图来确定，无年平均风速频率分布图时，应根据平均风速最低月份确定。

风力发电机的噪声应不高于70dB。

摘要：本项目通过风光互补离网型供电系统，以电磁限速保护为主，柔性风轮叶片变形限速为辅，为港航领域供电应用、海岛离网供电应用、交通系统道路照明等系统进行供电。

该系统适用于大面积安装，用电及维护成本等相对较低，且使用时间越长越能体现出该系统的突出性及可靠性，节能减排效果显著。

1.技术概况风光互补供电系统为风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。

主要分为离网型和并网型两种形式。

离网型是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。

并网型主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统，将电力并网送入常规电网中。

2.技术原理风光互补供电离网型供电系统技术的主要原理为：风力发电机通过风力带动三片扇叶与永磁发电机作用产生直流电流，通过电缆线进入蓄电池储存，使用时通过变频逆变器将蓄电池内的直流电转化为交流电输出用于办公、生活或照明用电。

太阳能发电是将太阳能转化为电能储存入蓄电池，后蓄电池内直流电经逆变器转化为交流电供办公、生活或照明用电。

风光互补并网型供电系统包括光伏系统、风电系统、风光互补并网控制逆变系统等几个主要部分。

光伏系统主要包括：光伏阵列和DC/DC 转换器，其中DC/DC 转换器用于配光伏阵列和直流母线电压，以实现最大功率跟踪。

风电系统主要包括：风力发电机和发电机AC/DC 转换器，其中AC/DC 转换器用于发电机发出的交流电转换成直流电并实现和直流母线之间的电压匹配，同时实现最大功率跟踪。

风光互补并网控制逆变系统综合了风机及光伏的控制系统，通过DC/（AC）-DC-AC 的电流转换功能最终实现并网发电。

风光互补供电系统的技术核心是小型风力发电机，系统流程见图1。

江苏江阴港港口集团股份有限公司已实施了62套HY-400 等型号的风光互补离网型供电系统，主要分布在办公区域、港区道路、码头引桥、港区监控等区域内。