《风电教程》课件

敏而好学，不耻下问。 学问学问，边学边问。
He is quick and eager to learn. Learning is learni ng and asking.
结束语 CONCLUSION
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程 后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和 意见，也请写在上边，来自于您的声音是对我们最大的鼓励和帮助， 大家在填写评估表的同时，也预祝各位步步高升，真心期待着再次相 会！
新能源发电技术
国网技术学院 新能源与发电培训部
程新华
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总体概述
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新能源发电技术
一、能源发展战略简介 二、原子能发电技术 三、水利发电技术
四、风力发电技术
五、太阳能发电技术 六、地热发电技术
最后、感谢您的到来
· 讲师： XXXX
· 时间：202X.XX.XX
我国风电造价
❖ 从统计数据看，全国风电上网电价比常规水电和火电 厂高出许多，新疆常规火电上网平均电价在0.25元/千 瓦时左右，而风电则平均达到0.6元/千瓦时以上。而 风电利用小时数约在2000至3000小时左右，仅为火电 的一半。
❖ 另外，虽然风电单位千瓦平均造价已从10000元降到 8000元左右，但仍远高于火电的4000元/千瓦造价，
四、风 力 发 电
风与风力资源
一、风的产生与特性
❖ 产生：风是地球外表大
气层由于太阳的热辐射 而引起的空气流动；大 气压差是风产生的根本 原因。
❖ 特性：周期性、多样性、
复杂性
多大的风力才可以发电呢?

市场推广
通过宣传和教育，提高公 众对风力发电的认识和接 受度，促进市场需求增长。
竞争环境
建立公平的市场竞争机制， 打破行业垄断，吸引更多 企业参与风力发电项目的 投资和建设。
技术瓶颈与解决方案
风能利用率
提高风能利用率，降低风能成本， 是当前面临的主要技术瓶颈之一。 通过研发更高效的风力发电机组 和优化风电场布局，可以提高风
能利用率。
储能技术
发展储能技术，解决风能发电的 间歇性问题。例如，利用电池、 抽水蓄能、压缩空气储能等技术， 实现风电场的有功无功调节和调
峰填谷。
输电技术
加强智能电网建设和特高压输电 技术的研究，提高风电并网和远
距离输送的能力，降低损耗。
环境保护与可持续发展
减少对环境的影响
合理规划风电场的位置和规模，避免对生态环境造成破坏。同时，加强风电设备 的噪声和视觉污染治理，降低对周边居民的影响。
海上风电发展
海上风电资源丰富，未来 将有更多的海上风电项目 建成并投入运营。
风力发电与其他可再生能源的结合
太阳能与风能结合
太阳能和风能在时间和地域上具有互补性，结合使用可提高可再 生能源的利用效率。
风能与水能结合
风能和水能在动力转换上具有协同效应，结合使用可实现能源的更 高效利用。
多种可再生能源的综合利用
风力发电的优势与局限性
优势
风能是一种可再生能源，利用风能发电有助于减少化石燃料的消耗和温室气体 排放；风能分布广泛，可利用风能资源丰富；风力发电技术成熟，经济效益逐 渐提高。
局限性
风能是一种间歇性能源，受天气和季节影响较大；风力发电机组占地面积较大， 对土地资源有一定需求；风力发电在建设、维护和拆除过程中可能对环境产生 一定影响。

❖ 建设一座装机10万千瓦的风电场，约需8亿元以上， 而建设同样规模的火电厂约为4至5亿元。
风力涡轮发电机组成？ 风大时风机是否安全？ 风向变化了，风机方向变不变呀？
你想了解风电吗？ 那就向下了解吧！
我上到风机上了
总结
➢ 发展风力发电，储能是关键，因为风是间歇性的。 简单的办法是用蓄电池。另一种办法是抽水法。
➢ 目前，最新型的风轮机每转可发电300－750千瓦， 其体积只有普通火力发电千分之一。
风电机组
2009年中国新增风电机组10129台，容量 13803.2MW，年同比增长124%；累计安装风电机组 21544台，容量25805.3MW，年同比增长114%。 就 风电设备行业来看，2009年，中国国内已形成涵 盖叶片、齿轮箱、发电机、塔架等主要零部件的 生产体系。叶片、发电机、齿轮箱、轮毂等主要 零配件的供求矛盾已逐步缓解，轴承和控制系统 的供应仍然存在一定的缺口。
我国风电造价
❖ 从统计数据看，全国风电上网电价比常规水电和火电 厂高出许多，新疆常规火电上网平均电价在0.25元/ 千瓦时左右，而风电则平均达到0.6元/千瓦时以上。 而风电利用小时数约在2000至3000小时左右，仅为火 电的一半。
❖ 另外，虽然风电单位千瓦平均造价已从10000元降到 8000元左右，但仍远高于火电的4000元/千瓦造价，
❖ 特性：周期性、多样性、
复杂性Biblioteka 多大的风力才可以发电呢?❖ 一般说来，3级风就有利用的价值。但从经济合 理的角度出发，风速大于4m/s才适宜于发电。
❖ 据测定，一台55kW的风力发电机组，当风速 9.5m/s时，机组的输出功率为55kW；当风速8m/s 时，功率为38kW；风速6m/s时，只有16kW；而风 速为5m/s时，仅为9.5kW。可见风力愈大，经济 效益也愈大。

控制策略实施
实施效果评估
采用最大功率点跟踪和电网电压定向控制 策略，确保风力发电机在并网过程中能够 稳定运行，并实现对电网的友好接入。
通过实际运行数据对并网效果进行评估， 结果显示该并网方案和控制策略能够有效 提高风能利用率和电网稳定性。
06
运行维护与故障排除
运行维护管理体系建立
制定运行维护计划
02
风力发电机组成与工作原理
风轮结构与类型
01
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03
水平轴风轮
风轮旋转轴与地面平行， 适用于大型风力发电机， 具有高风能利用率和稳定 性。
垂直轴风轮
风轮旋转轴与地面垂直， 适用于小型风力发电机， 具有结构简单、维护方便 等优点。
风轮叶片
叶片形状和材料对风能利 用率和噪音等性能有重要 影响，现代风力发电机多 采用复合材料叶片。
运行。
03
风力发电机组设计与选型
设计原则与方法
01
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03
04
安全性原则
确保风力发电机组在各种恶劣 环境下的稳定运行，防止意外
事故发生。
经济性原则
在保障安全性的前提下，追求 经济效益最大化，降低度电成
本。
可靠性原则
提高风力发电机组的可利用率 和寿命，减少维护成本和停机
时间。
适应性原则
适应不同风资源和环境条件， 确保风力发电机组的良好运行
控制系统与辅助设备
控制系统
实现对风力发电机的启动、停机 、调速、并网等控制功能，保证
风力发电机的安全稳定运行。
偏航系统
根据风向变化调整风轮迎风角 度，提高风能利用率和减少风 轮载荷。
刹车系统
在紧急情况下实现风力发电机 的快速停机，保证设备安全。

风力发电的发展历程与现状
发展历程
自20世纪70年代以来，随着能源危机和环境问题的日益严重，风能作为一种清洁、可再生的能源得 到了广泛关注。经过几十年的发展，风力发电技术不断成熟，已经成为全球范围内快速发展的可再生 能源产业。
现状
目前全球风力发电装机容量已经达到了数亿千瓦，中国、美国、欧洲等国家和地区都在大力发展风能 产业。随着技术的进步和规模化发展，风力发电成本不断降低，已经成为最具竞争力的可再生能源之 一。同时，各国政府也出台了一系列政策措施，鼓励和支持风能产业的发展。
风力发电在分布式能源系统中的应用案例
通过具体案例分析，如某个城市的分布式能源系统建设、某个工业园区的分布式 能源系统建设等，介绍风力发电在其中的应用模式、技术方案以及经济性分析。
海上风电的发展与实践
海上风电的发展现状与趋势
介绍全球海上风电的发展历程、现状以及未来发展趋势，阐述海上风电的优势和挑战。
适合大规模并网发电，单机容 量大，发电效率高。
小型风力发电机组
适合分布式发电和小规模应用 ，安装灵活，成本较低。
风力发电机组的工作流程
风能捕获
风轮叶片受到风力作用 ，旋转轮毂驱动齿轮箱
。
机械能转换
齿轮箱将低速旋转的机 械能转换为高速旋转的
机械能。
电能产生
高速旋转的机械能驱动 发电机转动，通过电磁
感应原理产生电能。
储能技术
储能技术分类
储能技术包括物理储能、 化学储能和电磁储能等， 在风力发电中常用的是化 学储能技术。
储能系统组成
化学储能系统主要包括电 池、充电和放电控制装置 等部分。
储能技术的应用
储能技术的应用能够解决 风能发电的间歇性问题， 提高电力系统的稳定性和 可靠性。

变电站设计
探讨风力发电系统中变电站 的设计和功能，确保风能的 高效输送和可靠性。
五、风力发电售电
1 电力市场概述
深入了解电力市场的运作方式和风力发电在其中的角色。
2 风电上网电价政策
介绍风电上网电价政策的背景、调整和影响，为投资者提供决策参考。
3 风电配额管理
了解风电配额管理体系，探讨风力发电企业的运营模式。
介绍常见的风力涡轮机类型，如水平轴风机和垂直轴风机，以及各自的特点。
3
风力涡轮机发电系统
探究风力涡轮机发电系统的组成和工作原理，揭示如何将风能转化为可用的电能。
四、风力发电系统设计
风电场布局
讨论风电场布局的关键原则 和优化方法，以最大程度地 提高风力发电的效率。
风力涡轮机选型
介绍风力涡轮机的不同选型， 并从经济效益和适应性等方 面本课件提供了丰富的学术支持和技术资料。
中国风资源分布
掌握中国境内风力资源的 特点和分布状况，为风力 发电的布局提供依据。
地形、气候和季节对 风资源的影响
深入探讨地形、气候和季 节对风能资源的影响，为 风力发电站点的选择提供 参考。
三、风力发电技术
1
风力涡轮机构成
了解风力涡轮机的组成部分和工作原理，揭示风能转化为电能的过程。
2
风力涡轮机类型
六、风能技术发展
未来技术趋势
风力发电行业前景
展望风能技术的未来发展方向， 包括更高效的风力涡轮机设计 和智能化的发电系统。
讨论风力发电行业的现状和前 景，为投资者和从业者提供市 场洞察。
现阶段技术瓶颈及解决 方案
探讨风能技术发展过程中面临 的挑战和解决方案。
七、结论
通过本课件的学习，您将对风力发电有更深入的了解，同时能够对行业发展 和投资项目做出明智的判断。

机舱
包含发电机和齿轮箱， 用于将风轮的机械能转
换为电能。
塔筒
支撑整个风力发电机组 ，提供所需的高度以捕
获更多风能。
控制系统
监控风力发电机组的运 行状态，确保其安全、
高效地运行。
风力发电机的工作原理
01
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风能捕获
当风吹过风轮叶片时，叶片的 翼型剖面产生升力，使叶片旋
转。
机械能转换
风轮通过主轴和齿轮箱将旋转 的机械能传递给发电机。
生命周期成本
包括初始投资、运营和维护成 本在内的总成本。
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CATALOGUE
控制系统的基本原理与技术
控制系统的基本概念与组成
控制系统定义
控制系统是一种通过输入、处理和输出等环节，实现某一特定目 标的闭环系统。
控制系统组成
控制系统通常由传感器、控制器、执行器和被控对象等部分组成。
控制系统的基本功能
风力发电机组的维护与检修
日常维护
定期检查风电机组及相关设备的运行状态，及时 发现并处理潜在故障。
定期检修
根据设备运行状况和维修周期，进行全面的检查 、测试和维修，确保设备正常运行。
备件管理
建立完善的备件管理体系，确保备件供应及时、 充足，降低设备维修成本。
风力发电与其他可再生能源的互补利用
风光互补
利用风能和太阳能的互补性，合理配置风光发电机组，提高能源 利用效率和可靠性。
多能互补
结合风能、太阳能、水能等多种可再生能源，构建多能互补发电 系统，实现能源的多元化和稳定性。
区域能源互联
加强区域内的能源互联互通，优化能源资源配置，提高可再生能 源的消纳能力和能源利用效率。
06

用于调节风机的转速和风轮角度，以优化发电效率。
全球风力发电发展现状
快速增长
近年来，全球风力发电容量 持续增长，成为主要的可再 生能源之一。
领先国家
中国、美国和德国是全球风 力发电的主要领先国家。
环保效益
风力发电无污染、资源丰富， 是可持续发展的重要组成部 分。
中国风力发电的发展与规模
迅猛增长
就业机会
《风力发电技术》PPT课 件
让我们了解一下风力发电技术的精髓，探索其原理、组成和未来发展趋势。
风力发电技术的定义
风力发电技术是一种利用风能将其转化为电能的可再生能源技术。
风力发电的原，推动发电机产生电能。
2
组成
包括风力发电机组、塔架、涡轮机叶片和传动装置。
3
控制系统
中国是全球最大的风力发电市场， 拥有庞大的风力发电规模。
风力发电行业为中国创造了大量 就业机会，推动经济发展。
地域分布
风力资源在中国各地分布广泛， 促进了能源多元化。
风力发电的优势和挑战
1 清洁能源
风力发电不产生温室气体 和污染物，对环境友好。
2 可再生性
风是永恒的能源，风力发 电具有可持续性特征。
3 可变性
风力的不稳定性和可变性 是风力发电的主要挑战。
风力发电技术的未来发展趋势
技术创新
改进涡轮机叶片设计、提高风 速和方向控制技术。
储能发展
与储能技术的结合，解决风力 发电波动性的问题。
智能化系统
应用智能化系统和大数据分析 提高发电效率和可靠性。
结论和展望
风力发电技术在全球范围内得到日益广泛的应用，未来将继续发展和创新，为清洁能源做出更大贡献。

3、叶素上的受力分析 • 在W的作用下，叶素受到一个气动合力元dR，可分解为平行于W的阻力元dD和垂直于
W的升力元dL。 • 另一方面，dR还可分解为推力元dF和扭矩元dT，由几何关系可得：
dF＝dLcos + dDsin dT＝r(dLsin - dD cos )
• 由于可利用阻力系数CD和升力系数Cl 分别求得dD和dL: 2 dL = 1/2 CLW C dr 2 dD = 1/2 CD W C dr 故dF和dT可求。
• 安装角：桨叶剖面上的翼 弦线与旋转平面的夹角， 又称桨距角，记为。
• 半径r处叶片截面的几何桨距：在r处几何螺旋线的螺距。 可以从几个方面来理解：
—几何螺旋线的描述：半径r，螺旋升角。 —此处的螺旋升角为该半径处的安装角r。 —该几何螺旋线
与r处翼剖面 的弦线相切。 —桨距值： H=2r tg r
—气动力矩：合力R对（除自己的作用点外）其它点的力矩，记为M。又称扭转力矩。
• 为方便使用，通常用无量刚数值表示翼剖面的气动特性，故定义几个气动力系数： 2 升力系数： CL=L / (1/2 V C) 2 阻力系数： CD=D / (1/2 V C) 22 气动力矩系数： CM=M / (1/2 V C )
—厚度分布：沿着翼弦方向的厚度变化。 • 弯度：翼型中弧线与翼弦间的距离。
—弯度分布：沿着翼弦方向的弯度变化。
2、作用在翼型上的气动力
重要概念：攻角 气流速度与翼弦间所夹的角度，记做，又称迎角。 M
V C
L
R
• 由于机翼上下表面所受的压力差，实际上存在着一个指向上翼面的合力，记为R。
—阻力与升力：R在风速方向的投影称为阻力，记为D；而在垂直于风速方向上的投影称 为升力，记为L。