风力发电原理-风场选址2

关于复杂地形风电场风资源分析及风场选址摘要：风电场的年发电量是指各台风力发电机组年发电量的累计，在风电场可行性评估工作中，风电场年发电量的估算非常关键。

为了准确计算风电场年发电量，最理想的情况就是在每个风力发电机的拟安装位置设置适合高度的测风塔进行实际测量，这种方法虽然可以提高准确性，但经济性差、工程实践不易施行。

常用方法是在风电场选择若干具有代表性的地点设置测风塔用于风资源的评估，而其他风力发电机组布置点处的风资源通常采用行业内通用的风资源评估软件进行估算。

关键词：复杂地形；风电场；风资源；风场选址如今我国对能源的需要和风力本身储量大、无污染、分布广泛等特点，使得国家和社会对于风力的开发日益关注，风力开发的工程也在越来越多平原展开。

但是在复杂地形下，风力开发比较困难，存在着安装测风塔、在地形建模和数据计算的困难。

开发风能资源之时，尤其在复杂地形中的风电项目会遇到更多的难题，复杂地形中的风资源分析以及风电场选址就是其中的关键问题。

1风资源评估1.1陆上风资源评估最近这些年，风电行业发展的越来越快，所有风电企业都得到了许多丰富的经验，特别是在陆上风电场，与其紧密相关的一些先进的技术也越来越成熟。

但是目前，国际风电已经被开发了很多，所以适宜开发风电的地区数量也不再那么多，所以日后的陆上区域的风电开发会把重心移到山区。

1.2近海风能资源评估在未来风电的发展过程中，近海风电将成为被重点开发的对象。

海上气象要素是特别不容易用肉眼来观测的，特别不容易得到真实测量参数，所以，必须借助独特的研究技术来得到特定的数据类型，以此来评估海上风能资源。

基于经验与研究结果我们可以知道，在开展海风资源评估的过程当中必须细心考虑以下可能造成不利影响的因素：（1）能影响距离与范围的尾流;（2）可能影响机组维护和机组可利用率的恶劣气候;（3）温度能够影响的范围到底有多大;（4）离岸远不远影响着风速大小。

由于海上与路上不同，海上是没有那么多地貌特征带来的影响的，所以湍流度非常小，而掺混能力又不足，这使得机组尾流能影响长距离、广范围。

风力发电机组工作原理风力发电机组工作原理风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机(齿轮箱)将旋转的速度提升，来促使发电机发电Usewindforcetodrivewindmill’sbladerotating.Throughspeedadder( GEARCASE)toimprovetherotatingspeed组成部分：风力发电机＋充电器＋数字逆变器(偏航系统)Composeof:windforceengine,batterycharger,numberinverter（drift/yawingsystem）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，才能保证稳定使用风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距（风轮转动惯量），通过主轴传动链，经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后，通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。

如果超过发电机同步转速，转子也处于发电状态，通过变流器向电网馈电。

最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成，立在一定高度的塔干上，这是小型离网风机。

最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无，电压和频率不稳定，没有实际应用价值。

为了解决这些问题，现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。

齿轮箱可以将很低的风轮转速（1500千瓦的风机通常为12-22转/分）变为很高的发电机转速（发电机同步转速通常为1500转/分）。

.. .…风力发电厂选址及工程申报学习资料二〇一五年十二月风力发电电场选址的一般要求和考虑1：一般要求年平均风速在6米/秒以上〔60-70米高度〕，山区在5.8米/秒以上。

2：年3-25米/秒的风速累计小时数在2000小时以上〔3000-5000〕。

3：年平均有效风能功率密度在150瓦/平方米以上。

4：每台机的平均间距为叶片直径的4-6倍。

5：并网条件好，要求风电场离接入的电网不超过20公里。

6：离居民区300米以上的距离。

7：目前，风力发电工程的单位投资为7000-10000元/千瓦，一座5万千瓦的风力发电厂的投资约为4-5亿元。

8：风电厂的开发首先由当地市级政府与拟投资开发的企业签订合作协议，企业根据协议明确的围开展前期的测风工作。

在取得测风资料后，开展工程的论证工作，论证能满足开发的要求，便可启动相应的报批程序，开展预可研的编制工作，及相关的前期工作。

预可研审查通过后，就可以开展可研报告的编制及其它专题报告的编制工作，完成后向省或自治区发改委申报工程，由省统一向国家能源局申请核准。

在得到核准后，便可以开展工程的建立。

整个工程从开场到投产周期约为四年左右。

9：另外，还需要考虑电价、风向、地形、地质、气候、环境以及道路交通等一系列因素。

需要收集的资料：收集风电场附近气象台等长期的测风数据，如风速、风向、温度、气压及湿度等，具体有：a〕30年的逐年逐月平均风速；b〕代表年的逐小时风速风向数据；c〕与风电场测站同期的逐小时风速风向数据；d〕累年平均气温气压数据；e〕最大风速、极端风速、极端气温及雷电等数据。

f〕整理风速频率曲线、风向玫瑰图、风能玫瑰图、年日风速变化曲线、风能密度和有效风速小时等主要参数。

另外，还需要明确电价、电网接入的可能性、电网接入的变电站离可能选择的风场的距离、当地对生态的保护和环境保护的要求、土地政策以及林地保护问题、道路交通等。

风力发电站的选址和设想现在风力发电站大多数采用未经改造的自然风进展发电，其年平均风速在3m／s以上，运行风速到达4m／s以上，单机出率只有几百至几千千瓦。

风力发电原理风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术，具有环保、可持续的特点。

本文将详细介绍风力发电的原理及其基本组成部分。

一、原理介绍风力发电的原理是利用风轮叶片与风的相对运动，产生动能，通过风力发电机将动能转化为电能。

风能的转化主要经历以下几个步骤：1. 风轮捕捉风能：当风流经过风力发电机组时，风轮叶片因风的作用力而转动。

由于风速和风流是风能转化的决定因素，因此选择适宜的风场对于风力发电的利用至关重要。

2. 风力发电机转换动能：风力发电机是将风轮的旋转能量转化为机械能的装置。

其中，核心是发电机转子磁场与定子磁场之间的相对运动，在磁场作用下，通过电磁感应产生交流电能。

3. 输送和储存电能：通过变压器将风力发电机输出的低电压转化为高电压，以方便输送。

同时，通过电池组或其他储能设备对电能进行储存，以便在需要时供电。

二、基本组成部分风力发电的基本组成部分主要包括风轮、风力发电机和控制系统。

1. 风轮：风轮是风力发电机的核心部件，通常由数片轴对称的叶片组成。

叶片的形状和材料的选择对风力发电效率具有重要影响。

利用风能的转动力将风轮带动旋转。

2. 风力发电机：风力发电机是将风轮的机械能转化为电能的关键装置。

它由转子、定子和控制系统组成。

通过风轮带动转子旋转，转子与定子之间的相对运动通过电磁感应产生电能。

3. 控制系统：控制系统是风力发电系统的核心，用于监测和控制风轮、发电机和电网之间的各个环节。

其中包括风速监测、转速控制、电压调节等功能，以保证风力发电系统的正常运行和电能的安全输送。

三、风力发电的优势与挑战风力发电作为可再生能源的代表之一，具有以下优势：1. 环保：风力发电过程中不产生二氧化碳等温室气体，减少了对大气的污染，有利于缓解气候变化问题。

2. 可持续性：风力是一种源源不断的可再生资源，不会出现资源枯竭的问题，可以持续供应电能。

3. 分布广泛：地球上几乎每个地区都有一定的风能资源，风力发电具有广泛的适用性。

风力发电场选址分析一、前言随着社会对于绿色能源的需求日益增加，风力发电作为一种发展快速、具有广阔前景的可再生能源日渐受到重视。

在风力资源充足、地形开阔的地区建设风力发电场，既可以满足市场需求，同时也可以大力促进当地的经济发展。

但是，风力发电场的选址不是一件简单的事情，需要考虑多种因素，包括风力资源、地形地貌、环保和社会因素等。

本文将从多个方面详细分析风力发电场选址的相关因素和应对方法。

二、风力资源分析风力资源是影响风力发电厂选址最重要的因素之一。

因此，对于风力资源的评估是风力发电场选址的第一步。

风力资源受到地形地貌、气候、季节等多种因素的影响。

其中，风速是衡量风力资源重要指标之一，同时海拔、地形地貌以及气候等因素也会对风力资源产生很大影响。

风力资源的评估可以通过现场观测、人工预测以及模型计算等多种方法进行。

模型计算是一种常用的风力资源评估方法。

其应用范围广泛，且精度较高。

常用的模型计算方法有：Weibull分布模型、Gamma分布模型、Rayleigh分布模型等。

Weibull分布模型因为计算简便、数据量少、精度较高而被广泛使用。

不过，模型计算方法的不足是不能考虑现场的复杂气象条件，只能在数据不足或数据不全的情况下进行估计。

因此，必须通过现场数据观测结合模型计算的方法，寻找更准确的风力资源评估方法。

三、地形地貌分析地形地貌因素对于风场的稳定性、风能的捕捉以及发电机及支撑结构稳定性都有着重要影响，所以其评估是选址工作中不可忽略的一环。

山区、河谷、平原、海洋都是适合建设风力发电机组的地方。

平原地区比较适合建立大规模风力发电场，由于地形平坦，风场中风力分布相对平稳，且散热快，因此适合建设大型风场。

山地地区由于地形和地势复杂，产生了许多有利于风能捕捉的条件，山地地区的峡谷、山间缓坡和平缓山脊等地，常常成为风能最佳的地点。

但由于地形复杂，建设难度较大，同时施工难度大、成本高，故在建设前需仔细评估其建启条件和可行性。

风力发电的基本原理概述风力发电是一种利用风能转换成电能的可再生能源技术。

它通过捕捉风力和驱动涡轮机，将机械能转换为电能。

风力发电是一种清洁、环保和可持续发展的能源选择，具有广阔的应用前景。

这篇文章将详细介绍风力发电的基本原理及其工作过程。

风力发电的基本原理风力发电利用风的动能转换为机械能，然后再转换为电能。

其基本原理如下： 1. 风力捕捉：风力发电依赖于风的存在。

当气流中的风速超过一定阈值时，风能可以被有效地捕捉。

通常在具有较高平均风速的地区布置风力发电机组或风力发电场。

2. 涡轮机驱动：国际上广泛应用的风力发电机组主要是利用涡轮机来收集风能。

涡轮机内部包含多个叶片，当风力吹向涡轮机时，叶片被迫转动。

3. 机械能转化：涡轮机转动带动发电机转子转动。

这种机械转换过程将风能转化为机械能，使发电机内部的转子产生旋转。

4. 电能产生：转子旋转会激发发电机内部的磁场，产生感应电流。

通过电磁感应原理，机械能转化为电能。

最终，通过变压器将发电机产生的低电压输送到变电站，并转变为高电压以便输送到电网。

风力发电的工作过程风力发电的工作过程包括以下几个主要步骤：步骤1：风的捕捉风力发电需要选择具有足够风资源的地点进行建设。

通常在海岸线、高山地带或平坦的荒野地区设置风力发电场。

这些地区的风速相对较高，能够为发电机组提供足够的风能。

风力发电机组的数量和布局应该考虑到地形、风向和地表覆盖情况等因素。

步骤2：风能转换当风的速度达到一定阈值时，涡轮机内的叶片就会开始旋转，进而转动涡轮机。

涡轮机通常采用水平轴或垂直轴设计。

水平轴涡轮机是目前应用最广的设计，其中叶片垂直于地面，通过主轴连接到发电机。

叶片的数量和大小根据风场设计和风速变化情况进行确定。

步骤3：机械能转化涡轮机转动带动发电机转子转动，机械能转化为电能。

发电机内部的转子由电磁铁芯、线圈和永磁体组成。

当转子旋转时，它将产生电磁感应，使得线圈中的电流产生变化。

这个电流通过导线传输到变压器。

风力发电机运行的空气动力学原理解析风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备，利用空气动力学原理进行运行。

空气动力学是研究空气在物体表面流动时所产生的力学效应的学科，其中涉及到的流体力学、空气动力学和结构力学等知识领域。

本文将从风力发电机的构成和原理、空气动力学原理以及风力发电机的运行过程等方面对其运行原理进行分析和解析。

首先，风力发电机由风轮、主轴、发电机以及塔架等构成。

其中，风轮是最重要的部件，它是通过空气动力学原理将风能转换为机械能。

风轮主要由叶片、主轴承和转子组成，其中叶片是最关键的部分。

在运行过程中，当风流通过风轮的叶片时，由于叶片的形状和倾斜角度，会使得风流产生一定的压力差，从而使风轮转动。

风轮的转动通过主轴传递给发电机，由发电机将机械能转化为电能。

其次，风力发电机的运行离不开空气动力学原理的支持。

当风流通过风轮的叶片时，由于风流的高速流动和叶片的形状等因素，会在叶片上产生压力差。

根据伯努利定律，当流体速度增加时，压力就会下降，而风轮叶片的形状和倾斜角度使得上表面的流速较快，下表面的流速较慢，从而产生了压力差。

此时，风流将从高压区域流向低压区域，推动风轮转动。

这就是风力发电机利用空气动力学原理来转换风能的过程。

风力发电机使用的是无驱动翼型，即在风流作用下产生升力来推动转子转动。

翼型的选择非常关键，不同的翼型会有不同的气动性能，影响着风力发电机的效率和输出功率。

一般而言，翼型的厚度比例愈小，气动性能愈好，当然翼型的选择还要结合具体的风力工况。

在实际应用中，常用的翼型有NACA系列翼型、稳定翼型等。

最后，风力发电机的运行过程可以简单概括为：当风力达到一定速度时，风轮开始转动，这时发电机开始工作，将机械能转化为电能。

随着风力的增大，风轮的转速也会增加，进而提高了发电机的输出功率。

另外，为了保证风力发电机的安全运行，还需要考虑风轮的稳定性和抗风性能。

在强风条件下，风力发电机会自动启动风刹系统，将风轮停止旋转，以避免因风力过大导致设备损坏。

风力发电场的选址与设计风力发电作为一种清洁和可再生的能源形式，近年来受到越来越多的关注。

为了利用自然风力有效地发电，风力发电场的选址和设计至关重要。

本文将探讨风力发电场选址和设计的一些关键因素，并探讨其对环境和经济的影响。

首先，风力发电场的选址需要考虑到风资源的充分利用。

风力资源的评估是确定风力发电场位置的首要任务。

可以利用气象数据和观测站的统计资料来确定风量和风速的可行性。

一般而言，风速必须达到最低的阈值，才能使风力发电机正常运行。

此外，风场的高度也对风力资源的利用有重要影响，因此必须对区域风流和气象条件展开详细分析。

其次，风力发电场的选址还需要考虑环境保护因素。

风力发电场的建设对野生动物和植物的生态环境可能会产生一定的影响。

因此，在选址过程中，应该避免选择生态敏感区域或破坏生态平衡的地域。

特别是迁徙鸟类的栖息地和飞行路径，需要避免与风力发电机的安装有冲突。

此外，风力发电机的施工和运行可能会引起一定的噪音和光污染，因此也需要克服这些环境问题。

在风力发电场的设计中，还需考虑经济可行性。

风力发电的成本主要包括风力发电机和相关设备的购买和安装、风力发电场的运行和维护费用等。

因此，在选址和设计时，应该根据地形地貌、就近发电站点和电网的覆盖范围等因素来选择最经济的位置。

此外，风力发电机的规模和型号的选择也是经济可行性的重要方面。

目前，越来越多的研究正在致力于提高风力发电机的效率和降低成本。

另外，风力发电场的设计还应考虑电力传输和储存。

由于风力维持性的不确定性，风力发电场常需要与电网相连接，以应对不同程度的风力波动。

因此，风力发电站的位置必须离主网站点足够近，以便电力传输的损耗最小化。

此外，电力储存技术也是风力发电场设计中的一个重要方面。

目前，一些新兴的储能技术如电池储能和水泵蓄能等已经可以有效地解决风力发电的间歇性问题。

总之，风力发电场的选址和设计是一个综合性的任务，需要综合考虑风力资源、环境保护和经济可行性。

风电场的选址技术风电场选址技术是一项复杂的工作，涉及工业技术、经济指标、自然地理、环境保护等诸多方面。

在选址时应通过对若干方案的技术、经济指标进行比较，确定风电场风电机组的最优布置方案，通过科学选址可以做到风场捕获风能的最大化。

一、概述风电场选址工作包括宏观选址和微观选址，是风电场建设的首要问题，需综合考虑风能资源、经济效益、电网结构、交通运输、地形地貌等诸多方面的因素，也是风电场建设中关键的第一步，直接关系到风电场未来经济效益的好坏。

宏观选址工作在前期规划阶段进行，需结合当地气象资料和测风数据进行风资源评估，同时考虑电网、交通、地质等条件；微观选址工作主要在设计阶段进行，根据风电场风资源分布图，同时结合各项限制条件确认风机的优化布置机位。

国内外的经验教训表明，由于风电场选址的失误造成的发电量损失和增加维修费用将远远大于对场址进行详细调查的费用。

因此，风电场选址对于风电场的建设是至关重要的。

二、风电场选址需考虑的基本要素一个好的风电场首先应该满足业主和相关部门的各项要求，同时还要符合环境要求，使整个风场具有较好的经济效益。

风能资源和其他相关气候条件、地形和交通运输、工程地质、接入系统、风力发电机组和该场址风况匹配情况、风力发电机组对接入电网的动态影响以及其他社会政治和经济技术也是要考虑的因素。

1、经济效益风力发电项目需要运作十五到二十年时间，其能源成本至关重要，即出售电力的成本，该发电成本和售电的差价就是利润。

风电场的度电（kW·h）成本是评价其经济性的主要指标。

度电成本可表示为：C=（A+M）/E C式中，E C为年发电量；M为年运行维护费用；A为项目投资每年等额折旧，可由下式计算：式中，P为总投资；i为贷款利率；n为折旧年限。

风资源是风电场选址时要考虑的主要因素。

选择一个风能资源丰富的场址，安装与该场址风能特性相匹配的风力发电机组，可以提高机组的年发电量，从而减少度电成本。

这也是要把具有最丰富的风资源的地方作为候选风电场的主要原因。