离网风力发电系统-PPT课件

叶片与风轮
风轮一般由2～3 个叶片和叶柄、轮毂及风轮轴等组成。
图 风轮的基本结构 1-叶片 2- 叶柄 3-轮毂 4-风轮轴
目前我国的风力发电机的叶片绝大多数是实心玻璃钢 (FRP)，极少数是木质FRP蒙皮结构和木材外粘环氧玻 璃。
叶片横截面形状有3种：平板型、弧板型和流线型。
按照传统的观点，叶片表面应是愈光滑愈好， 但是最新的研究发现，在叶片表面某部位，增加 局部粗糙度，可以提高叶片的升阻比。在翼型下 表面后缘贴粗糙带，增加了翼型的环量和翼型的 升阻比，因而提高了叶片的效率。风力机还可以 通过叶片上加襟翼来增加功率
3．2 风力发电机与蓄电池系统
风力发电机组容量的选择与计算
一般说来，户用型独立风力发电系统要满足用户基本的生活用电和小型生 产用电。而对村落型来说，用户可能要提出风力发电在系统中的供电比例。 机组容量的选择一般遵循以下原则：
1. 设计者应首先根据用户一年总耗电量来选择风力发电机组的安
装容量 2. 初选的风力发电机组安装容量应通过一年的风电日盈亏变化曲 线来验证其容量选择的合理性 3. 对于户用型独立运行的风力发电系统，可采用风电月均衡法来 验证风力发电机组安装容量是否能满足用户要求，但各月份风 电富裕度应基本保持在10％以上
450
450 440
2
2.1 2.5 3
2
3 3 3
6
7 7 7
3
3 3 3
7
8 8 8
40
25 25 25
150
200 300 500
28
28 42 42
铁氧 体永 磁交 流发 电机
80
100
150 175
FD4-1K
4
3
9
3Βιβλιοθήκη Baidu
8
25
1000
56
钕铁 珊永 磁交 流发 电机
185
285
FD5.4-2k
2.单位容量投资和发电成本低于光伏发电系统。
3.如果太阳能资源和风资源在时间和强度上互补性好，则可减少电 池组容量，因而减少了运行成本（蓄电池寿命一般为三年）。
风—光互补发电系统的缺点
1.与单一系统相比，系统设计较复杂，对控制 和资源要求较高。
2.由于是两类系统的合成，维护的难度和工作 量较高 。
风－光互补发电系统至少由风机、太阳电池、蓄电池和用电 负载四部分组成。系统中由风机、太阳电池和蓄电池联合为用 电负载供电。最简单的风-光互补发电系统如图所示 。
HY-300风机 太阳能板 充放电控制器 蓄电池组 逆变器
用户
风—光互补发电系统的优点：
1.对气象资源利用更充分，在适当的气象条件下可实现昼夜连续发 电，提高可供电的稳定性和可靠性。
也可以分为直流、交流系统
一、直流系统
独立运行的直流风力发电系统
二、交流系统，分如下两种：
交流发电机向直流负载供电
交流发电机向交流负载供电
第二节
微、小型风力发电机
小型风力发电机示意图 1-风轮 2- 发电机 3回转体 4- 调速机构 5- 调向机构 6- 手刹车机构 7-塔架8-逆变器9-蓄电池
六、蓄电池 多采用汽车用铅酸电瓶, 近年来国内有些厂家也开发出了适用于 风能太阳能应用的专用铅酸蓄电池，在以后章节详细介绍。 七、控制器和逆变器 控制器的功能是控制和显示风力机对蓄电池的充电 , 使其不至于 过充放, 以保证正常使用和整个系统的可靠工作。逆变器是把直流 电(12V、24V、36V、48V)变成220V 交流电的装置。
二、调速装置
可变桨距调速装置： 下图是美国MOD-0 型大型风力发电机变桨距调速装置
侧翼装置
偏心装置（1）
偏心装置（2）
调向装置
尾舵
舵轮对风装置
四、发电机 直流发电机 永磁发电机
同步交流发电机
异步交流发电机。
五、塔架 塔架用于支撑发电机和调向机构等。因风速随离地面的高度增加 而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能越多，但造价、安装 费等也随之加大。一般由塔管和3～4根拉索组成, 高度6 m～9 m。
5.4
3
9
4
8
25
2000
110
1500
FD6.6-3K
6.6
3
10
4
8
20
3000
110
电刷 爪级 电容 励磁 异步 发电 机
1500
FD7-5k
7
2
12
4
9
40
5000
220
2500
FD7-10K
1450
7
2
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4
11.5
60
1000 0
220
3000
用于户用供电的离网风力发电机组
离网型户用风力发电机组是指10kW以下独立运行的、 用蓄电池储能的小型风力发电机组。 截至2019 年底, 我国离网型户用风力发电机组累 计产量达293153 台, 总装机容量为89524.2kW, 预计年 发电量约9246万千瓦时。其中,2019年小型风力发电机 组总产量24756 台, 装机容量为11300kW。所生产的小 型风力发电机组, 除满足国内用户需要外, 还出口到欧 洲、美洲、东南亚等23个国家和地区。其保有量、年产 量和生产能力均列世界之首。
第三节 互补发电系统
3．1 风—光互补发电系统
主要特点:
(1)弥补独立风力发电和太阳能光伏发电系统的不足, 向电网提供更加稳定的电能。 (2) 充分利用空间, 实现地面和高空的合理利用。 (3) 共用一套送变电设备, 降低工程造价。 (4) 同用一套经营管理人员, 提高工作效率, 降低运 行成本。
目前，我国微小型风力发电机组按额定功率分主要有10种： 100W、150W、200W、300W、500W、1KW、2KW、3KW、5KW、10KW 。型式为2~3叶片，水平轴，上风向，多为永磁低速发电机， 多数为定桨距机组，叶片材料多样，设计寿命15年。风轮功率 系数大约在0.4左右，发电机组的效率在0.8左右。
离网风力发电系统
徐大平
教授
华北电力大学控制科学与工程学院
2019年11月
独立运行的风力发电机组，又称为离网型风力发电机组。
典型的离网型风力发电系统示意图如下所示。
第一节
离网风力发电机组类型
按照用户类型分类，可以分为以下几种：
用于离网大用户供电的离网风力发电机组。例如：电 解铝产业。
用于村落、农牧场供电微小型风力发电机组
几种型号机组的技术参数
产品型号 发电 机额 定转 速 r/mi n 400 风轮 直径 m 叶片 数 风轮 中心 高m 启动 风速 m/s 额定 风速 m/s 停机 风速 m/s 额定 功率 W 额定 电压 V 配套 发电 机 重量 kg
FD2-100
2
2
5
3
6
18
100
28
FD24-150
FD2.1-200 FD2.5-300 FD3-500