风力发电基础基础知识模板
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风力发电基础知识介绍PPT课件
使用水冷却时，冷水被导入一些隐藏 在发电机外壳里的管中。水冷却了发 电机加热了水本身。而散热器（如上 图）又利用周围环境的空气再将水冷 却。由此，水在冷却发电机的同时不 断的循环，温度却不会升高。
.
43
叶轮 所有大型风机都有三个叶片 组成叶轮与主轴连接，而每 种风机的叶片长度都有所不 同。比如有一种风机叶片长 度为25-27米，而最大的风机 的叶片达到39米，这相当于 一懂13层的高楼！
.
32
主轴
叶轮被用螺栓固定在风 机主轴上一个强度很高 的圆盘上。
牢固、稳定的固定叶轮是非常重要的。 齿轮箱则被固定在主轴的另一头。
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33
齿轮箱 这是机舱内部的齿轮箱。齿轮 箱内部有齿轮传动装置，内部 齿轮之间相互啮合，叶轮转速 在每分钟27转左右
主轴缓慢旋转将很大的力传送到 齿轮箱里，通过传动装置将转速 成比例提高。
Electric Generator 发电机
Output Power
输出功率
Speed 速度
Controller 控制器
.
16
装配一台风机 一台风机是由许多部分组成的？
塔架 机舱 变压器 叶轮 基础
.
17
叶轮 叶轮被固定在大 的主轴上，大的 叶轮有三个吸收 风能的叶片，风 速足够大时就会 驱动叶轮旋转！
.
5
由于两个屋子之间有温度差，风 就一直在吹。壁炉里的火加热了 空气。热空气流动到温度低的房 间的顶部，最终通过窗户释放到 外界。太阳不断地加热着地球， 壁炉就扮演着太阳的角色
.
6
1)当太阳光照射到地球表面时，地 球被加热，而陆地和海洋的吸收热 量的速度是不同的，陆地吸收热的 速度比海洋快的多。
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风力发电基础课件
回转平面与叶片截面
弦长的夹角
运动旋转方向
u R 2Rn
dL气流升力
相对
速度
dL
1 2
Cl w2dS
dD
1 2
Cd
w 2dS
dF气流w产生的气动力
驱动功率dPw= dT
风输入的总气动功率:P=vΣFa 旋转轴得到的功率:Pu=Tω
风轮效率η=Pu/P
叶片的几何参数
3. 旋转叶片的气动力(叶素分析)
v v1 v2 2
，
贝兹理
最大理想功率为：Pmax
8 27
Sv13
论的极 限值
风力机的理论最大效率：max
Pmax E
(8 / 27)Sv13
1 2
Sv13
16 27
0.593
风力发电机从自然风中所能索取的能量是有限的，其 功率损失部分为留在尾流中的旋转动能。
风力发电机基础理论
3.风力机的主要特性系数
对于有限长的叶片，风轮叶片下游存在着尾迹涡，它形成两 个主要的涡区：一个在轮毂附近，一个在叶尖。有限叶片数由 于较大的涡流影响将造成一定的能量损失，使风力机效率有所 下降。
1) 中心涡，集中在转轴上； 2) 每个叶片的边界涡； 3) 每个叶片尖部形成的螺旋涡。
涡流理论
叶片静止时，据赫姆霍兹定理，叶片附着涡和后缘尾涡 组成马蹄涡系。简化后，将叶片分成无限多沿展向宽度很小 的微段。
叶片的几何参数
2.升力和阻力的变化曲线
0.8
Cl •升力系数与阻力系数是随攻角变化的
0.6
0.4
失速点
0.2
Cd
i
i -30o -20o -10o 0o 10o 20o
-0.2 Cl min
弦长的夹角
运动旋转方向
u R 2Rn
dL气流升力
相对
速度
dL
1 2
Cl w2dS
dD
1 2
Cd
w 2dS
dF气流w产生的气动力
驱动功率dPw= dT
风输入的总气动功率:P=vΣFa 旋转轴得到的功率:Pu=Tω
风轮效率η=Pu/P
叶片的几何参数
3. 旋转叶片的气动力(叶素分析)
v v1 v2 2
，
贝兹理
最大理想功率为：Pmax
8 27
Sv13
论的极 限值
风力机的理论最大效率：max
Pmax E
(8 / 27)Sv13
1 2
Sv13
16 27
0.593
风力发电机从自然风中所能索取的能量是有限的，其 功率损失部分为留在尾流中的旋转动能。
风力发电机基础理论
3.风力机的主要特性系数
对于有限长的叶片，风轮叶片下游存在着尾迹涡，它形成两 个主要的涡区：一个在轮毂附近，一个在叶尖。有限叶片数由 于较大的涡流影响将造成一定的能量损失，使风力机效率有所 下降。
1) 中心涡，集中在转轴上； 2) 每个叶片的边界涡； 3) 每个叶片尖部形成的螺旋涡。
涡流理论
叶片静止时，据赫姆霍兹定理，叶片附着涡和后缘尾涡 组成马蹄涡系。简化后，将叶片分成无限多沿展向宽度很小 的微段。
叶片的几何参数
2.升力和阻力的变化曲线
0.8
Cl •升力系数与阻力系数是随攻角变化的
0.6
0.4
失速点
0.2
Cd
i
i -30o -20o -10o 0o 10o 20o
-0.2 Cl min
风电基础知识(培训)
第一章风能及风能资源一．风的成因风是环绕地球大气层中的空气流动．流动的空气所具有的能量，也就是风所具有的动能，就称为风能．从广义太阳能的观点看，风能是由太阳能转化而来的．来自太阳能的辐射能不断地传送到地球表面周围，因受太阳照射而受热的情况不同，地球表面各处产生了温差，因而产生气压差，由此形成了空气的流动．因此，可以说是太阳把能量以热能的形式传到地球而后又转换成风能的．二风的风类大气环流――地球表面的大气环流是由于太阳辐射及地球自转而引起的．在赤道上，太阳垂直照射，地面受热很强：而在地球两极地区，太阳是倾斜照射的，地面受热则较弱，热空气较冷空气轻，就造成在赤道附近热空气向空间上升，并通过大气层上部流向两极；两极地区的冷空气则流向赤道．由于地球本身自西向东旋转的结果，这种大气环流在北半球产生了东北风，在南半球则产生了东南风，分别称为东北信风和东南信风.海陆风――沿海地球陆地同海上所形成的风向交替的海风与陆风，它们是由于昼夜之间温度变化而造成的．在白日，陆地上接受的太阳辐射热量较海水要强，因而陆地上的空气受热向上流动，而海洋面上的空气较冷，较冷的空气则自海洋流向沿岸陆地，这样就形成了海风；在夜间，陆地上的空气比海洋上的空气冷却要快，这样就造成海洋上的空气上升，而陆地上较冷的空气沿地面流向海洋，形成了陆风.山谷风――山岳地区在一昼夜间风向交替的山风（或称山岳风）与谷风（或称平原风）．谷风的产生是由于日间太阳照射使山坡上的空气温度升高，热空气上升，而地势地处的冷空气则自山谷向上流动，这就形成了谷风；到了夜晚，空气中的热量向高空散发，高空中的空气密度增大，空气则沿山坡向下流动，这就形成了山风．第二章风的描述如上所述，风是由于空气的流动而形成的，因此可被看做是向量，包括空气流动的速度及流动的方向两个要素，也即是风速和风向．对于人类来说，风是最熟悉的自然现象之一，风速与风向在不同的时间（每日每月每年）都有一定的周期性变化．为了估算某一地域的风能资源，必须测量出每日、每月、每年的风速及风向数据，了解其变化的情况。
风电基础知识
风电基础知识引言：随着对可再生能源的需求不断增长，风电作为一种无污染、可持续的能源形式，越来越受到关注。
无论是面对日趋紧张的能源供应，还是追求绿色环保的发展，风能都成为了各国政府和企业的关注焦点。
本文将介绍风电的基础知识，包括风能的转化原理、组成结构以及风电发电技术的发展趋势等。
一、风能的转化原理风能是一种动能，可以通过风力发电机将其转化为电能。
风力发电机是利用风能使转子旋转，通过转子与发电机的直接耦合或通过齿轮箱连接，使发电机产生电力。
风力发电机的核心部分是转子，其外形类似于大风车。
当风力吹向转子时，转子的叶片受到推动，并开始旋转。
转子上设置的发电机可以将旋转转子的运动转化为电力。
二、风电的组成结构1.风力发电机组风力发电机组是风电站的核心设备。
它由塔筒、轮毂、叶片、发电机和变频器等组成。
塔筒是风力发电机组的支撑结构，通常采用钢铁或混凝土制成。
轮毂是连接塔筒和叶片的部分，其主要作用是使叶片能够转动。
叶片是风力发电机组的动力装置，一般由纤维复合材料制成，具有轻质、高强度的特点。
发电机是将机械能转化为电能的核心部件，通常采用异步发电机或同步发电机。
变频器是将风力发电机组产生的交流电转化为稳定的直流电的装置。
2.电网连接装置电网连接装置包括变电站和输电线路。
变电站将风力发电机组产生的电能转换为适于输送的电气能，并将其接入电力系统中。
输电线路用于将发电站产生的电能输送到用户端。
三、风电发电技术的发展趋势1.提高风能利用率目前风能的利用率还有很大的提升空间。
为了提高风能利用率，风力发电机组的设计和运行需要更加科学合理。
同时，需要对风力资源进行更加准确的评估，选择更加适合的风力发电机组。
2.增强风电系统的稳定性由于风力发电的波动性较大，风电系统的稳定性一直是亟待解决的问题。
在未来的发展中，需要进一步完善风电并网技术，提高系统的稳定性和可靠性。
3.发展离岸风电相比于陆地风电，离岸风电具有风能资源丰富、风速稳定等优势。
风力发电基础知识介绍讲课文档
第十六页，共120页。
16
Wind 风
Aero Turbine 航空涡轮机
Yaw Control
&
Pitch Control 偏航控制与变桨控
制
Wind Speed & Direction 风速与方向
Gearing 齿轮装置
Speed & Torque 速度与扭矩
Coupling 联轴器
Electric Generator
59
鸟的升力
鸟类在数千年前就发现了这个物理现象，它们不会被地心引力束缚 在地面。它们的翅膀非常适合产生升力。
第六十页，共120页。
60
第六十一页，共120页。
61
叶片需要有足够的强度，这就是为什么每个叶片中间 都有一个梁，这个梁和叶片一样长，它是在一个温度 极高的袋子里用玻璃纤维浇铸而成的！
第六十二页，共120页。
巨大的齿轮环被 安装在机舱下部 、塔架内，齿轮 环与偏航电机的 齿相啮合，这样 使机舱偏航对风 ！
第二十二页，共120页。
22
发电机
发电机达到转速后 开始产生电流，电 流通过粗的电缆被 送到塔架下面的控 制柜.
第二十三页，共120页。
23
第二十四页，共120页。
散热器
发电机高速转动 时产生热量，如 果温度过高发电 机就会损坏，这 就是为什么电机 需要冷却。在一 些风机上采用水 冷却方式，而散 热器再将水冷却 ！
牢固、稳定的固定叶轮是非常重要的。 齿轮箱则被固定在主轴的另一头。
第三十四页，共120页。
34
齿轮箱
这是机舱内部的齿轮箱。齿轮 箱内部有齿轮传动装置，内部 齿轮之间相互啮合，叶轮转速
在每分钟27转左右
风力发电知识。
风电发电场介绍一、电力基础知识（一）电力系统概述（二）三相交流电1、u(t)=Um sin(ωt+φ) i(t)=Im sin(ωt+φ)电压幅值Um，角频率ω=2πf，初相角φ三、有功功率和无功功率：S=UI=√(P^2+Q^2 )P=ScosφQ=Ssinφ在电网对用户输电的过程中，电网要提供给负载的电功率有两种：有功功率和无功功率。
有功功率（P)是指保持设备运转所需要的电功率，也就是将电能转化为其它形式的能量（机械能，光能，热能等）的电功率；而无功功率（Q）是指电气设备中电感、电容等元件工作时建立磁场所需的电功率。
无功功率比较抽象，它主要用于电气设备内电场与磁场的能量交换，在电气设备（电路系统）中建立和维护磁场的功率。
它不表现对外做功，由电能转化为磁能，又由磁场转化为电能，周而复始，并无能量损耗。
特别指出的是无功功率并不是无用功，只是它不直接转化为机械能、热能为外界提供能量，作用却十分重要。
电机运行需要旋转磁场，就是靠无功功率来建立和维护的，有了旋转的磁场，才能使转子转动，从而带动机械的运行。
变压器也需要无功功率，才能使一次线圈产生磁场，二次线圈感应出电压，凡是有电磁线圈的电气设备运行都需要建立磁场，然而建立及维护磁场消耗的能量都来自无功功率，没有无功功率电机不能转动、变压器不能运行、电抗器不能工作、继电器不会动作，所有设备中的磁场无法建立，电气设备也就不会运行。
因此供电系统中除了对用户提供有功功率，还要提供无功功率，两者缺一不可，否则电气设备将无法运行。
功率因数电网的电力负荷中的电气设备都是由电感、电容、电阻等元件组合而成，既有感性负载又有容性负载如电机、变压器、电抗器等，感性负载的电压与电流的相量间存在一个相位差，通常用相位角的余弦cosφ来表示，cosφ称为功率因数，P-有功功率，KW; Q-无功功率，KVar; S-视在功率，KVA;功率因数的大小，反映了电网系统中电源输出的视在功率的有效利用程度，为了提高电网系统中电能输送质量，希望功率因数越大越好。
风力发电基础知识
垂直和水平轴风机
叶轮连接方式
windward
Reference: DEWI
Leeward
叶轮连接方式
Tvind 风机
(2000 kW, D = 52m, 丹麦, 1977)
Hütter
W34
(100 kW, D = 34 m, 德国 1958)
Smith-Putnam
(1250 kW, D = 53 m, 美国1941)
(α )
A
ρ 2 w (c ⋅ b ) 2
L – 升力 D – 阻力 c – 弦长 b - width w – 速度
作用在叶片上的力
升力一直与速度的方向垂直 r r L⊥v 阻力与速度的方向平行
r r D v
攻角 αA
攻角:气流方向与翼弦之间的夹角， 气流方向:是指的风速与旋转速度的合速度的方向.
软并网技术
—转速升高，发电机输出功率，双向晶闸管自动关 闭，发电机输出电流通过自动开关触点流向电网 示意如图
发电机
自动并网开关
电网
双向晶闸管
E-36(450 kW, D=36 m )
后面: E-32 (300 kW, D=32 m)
Enercon 风机发展
Reference: Enercon
Enercon 风机发展
Reference: Enercon
Enercon的风机结构
早期设计
Enercon的风机结构
新设计结构
E112
ENCON E112 4.5MW风机，塔高112 米，机头总重530吨， 采用水泥塔
丹麦设计概念的发展
早在90年代，丹麦生产的150 kW 到300 kW 成了市场的主流
现在许多的制造商改变了他们的设计概念 一些依然坚持丹麦设计概念 一些用变浆功率调节代替了失速调节
风力发电基础知识介绍 ppt课件
Coupling 联轴器
Electric Generator 发电机
Output Power
输出功率
Speed 速度
Controller 控制器
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装配一台风机 一台风机是由许多部分组成的？
塔架 机舱 变压器 叶轮 基础
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叶轮 叶轮被固定在大 的主轴上，大的 叶轮有三个吸收 风能的叶片，风 速足够大时就会 驱动叶轮旋转！
Cut-out or Furling
Velocity 截止或收叶速度
16
Wind 风
Aero Turbine 航空涡轮机
Yaw Control
&
Pitch Control 偏航控制与变桨
控制
Wind Speed & Direction 风速与方向
Gearing 齿轮装置
Speed & Torque 速度与扭矩
使用水冷却时，冷水被导入一些隐藏 在发电机外壳里的管中。水冷却了发 电机加热了水本身。而散热器（如上 图）又利用周围环境的空气再将水冷 却。由此，水在冷却发电机的同时不 断的循环，温度却不会升高。
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叶轮 所有大型风机都有三个叶片 组成叶轮与主轴连接，而每 种风机的叶片长度都有所不 同。比如有一种风机叶片长 度为25-27米，而最大的风机 的叶片达到39米，这相当于 一懂13层的高楼！
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高速轴
发电机与齿轮箱是通过高速轴连 接的. 高速轴转动并不像主轴那样具有 很大的扭矩
这就是高速轴看起来很细的原因。 另一方面，高速轴转速很快， 达到了每分钟1500转
36
机械刹车 一台风机有两套原理不同的刹车： 一套是叶尖刹车，另一套是机械 刹车。
机械刹车被安装在发电机与齿轮箱之间 的高速轴上，它仅仅被用在当叶尖刹车 失败需要紧急刹车时。当风机在停机检 修状态时，启动刹车装置以避免因风机 突然启动而产生的隐患。
风力发电知识点总结
风力发电知识点总结一、风力发电原理风力发电利用风力驱动风力发电机，将风能转化为机械能后再转化为电能，是一种可再生能源的发电方式。
风力发电原理主要包括风的形成原理、风力发电机的工作原理和发电机组的工作原理。
1. 风的形成原理风是因地球的自转和太阳辐射造成的。
太阳光照射到地球上的不同地区和表面，使得地球表面温度不均匀，产生不同的气压区。
气压差引起气流的移动，形成了风。
这个过程是地球大气环流的基础。
2. 风力发电机的工作原理风力发电机的基本工作原理是利用风力带动叶片旋转，通过传动系统转动发电机产生电能。
当风力带动叶片旋转时，发电机的转子受到机械传动装置的带动，旋转产生电能，这个过程就是固定磁场中导体回路的运动相对于磁场产生感应电动势的原理来实现的。
3. 发电机组的工作原理发电机组是由风力发电机、传动系统和调速装置组成的。
风力发电机叶片受到风力的作用带动转子旋转，通过传动系统将机械能传递到发电机，并通过发电机产生电能。
调速装置是指通过调整叶片的角度或调整传动系统的转速来保持发电机的稳定输出，并根据风速的变化调整叶片的角度，以保持发电机的稳定运行。
二、风力发电技术风力发电技术包括风电场选址、风力发电机设备、风力发电系统和风力发电控制系统。
1. 风电场选址风电场选址是指寻找适合建设风电场的地点。
一般来说，风电场选址需要考虑多种因素，包括地形地貌、气象条件、土地利用和环境保护等。
2. 风力发电设备风力发电设备主要由风力发电机、叶片和塔架组成。
风力发电机的类型包括水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
水平轴风力发电机叶片与地面平行，能够利用风能进行旋转，而垂直轴风力发电机叶片与地面垂直，能够利用风能进行旋转。
塔架主要是支撑风力发电机的结构，使其能够在空中旋转。
3. 风力发电系统风力发电系统主要由控制系统、变流器、变压器和电网等组成。
控制系统可以根据风速的不同控制风力发电机的旋转，保持其在最佳工作状态，能够提高发电效率。
风力发电基础知识培训课件
平均风速的比值。湍流是指风速、风向及垂直分量迅速扰动， 将造成叶片材料疲劳和风机传动的力量在塔架上产生交变推 力。湍流强度应小于0.12为好。 1.10风速和风功率年变化曲线：通过曲线分析，看看风速、风 功率在哪些月度较好，哪些月份较差。 1.11风速和风功率日变化曲线：通过曲线分析，看看风速、风 功率在一日中某几时较好，某几时较差。
风力发电基础知识培训
二〇一九年四月
1
风电相关内容介绍
一、风的几种常用术语 二、风电机组的几种知识 三、风电项目及投资相关知识 四、风电项目成本构成 五、风电并网 六、风电场生产成本构成比例 七、风电项目投资概况
风电相关内容介绍
一、风的几种常用术语 1.1代表年年平均风速：指对测风塔实测10min风速**米高度
9
风电相关内容介绍
二、风电机组的几种知识 （1）空气密度修正系数：按当地空气密度对功率曲线修正； （2）机组利用系数影响：考虑故障、检修、停电、运行管理
等因素，修正系数为0.95左右。 （3）尾流影响：修正系数为0.95-0.96。 （4）机组偏航控制和湍流影响：运中机组控制总是落后于风
的变化，修正系数0.98左右。 （5）厂用电、线损等影响：修正系数0.94-0.96。 （6）功率曲线保证系数：0.95。 （7）叶片及污染折减系数：修正系数0.97-0.98。 （8）低温影响：受低温霜冻影响，修正系数为0.967-0.98。
年平均风速。 1.2年平均风功能密度：根据测风塔实测数据计算出来**米高
度单位平方米年平均功率值（w/㎡）， 50米高度风功能密度等级表（附后）
3
风电相关内容介绍
50米高度风功能密度等级表
等级 1 2 3 4 5 6 7
风功能密度 ＜100 200-300 300-400 400-500 500-600 600-800 800-2000
风力发电基础知识培训
二〇一九年四月
1
风电相关内容介绍
一、风的几种常用术语 二、风电机组的几种知识 三、风电项目及投资相关知识 四、风电项目成本构成 五、风电并网 六、风电场生产成本构成比例 七、风电项目投资概况
风电相关内容介绍
一、风的几种常用术语 1.1代表年年平均风速：指对测风塔实测10min风速**米高度
9
风电相关内容介绍
二、风电机组的几种知识 （1）空气密度修正系数：按当地空气密度对功率曲线修正； （2）机组利用系数影响：考虑故障、检修、停电、运行管理
等因素，修正系数为0.95左右。 （3）尾流影响：修正系数为0.95-0.96。 （4）机组偏航控制和湍流影响：运中机组控制总是落后于风
的变化，修正系数0.98左右。 （5）厂用电、线损等影响：修正系数0.94-0.96。 （6）功率曲线保证系数：0.95。 （7）叶片及污染折减系数：修正系数0.97-0.98。 （8）低温影响：受低温霜冻影响，修正系数为0.967-0.98。
年平均风速。 1.2年平均风功能密度：根据测风塔实测数据计算出来**米高
度单位平方米年平均功率值（w/㎡）， 50米高度风功能密度等级表（附后）
3
风电相关内容介绍
50米高度风功能密度等级表
等级 1 2 3 4 5 6 7
风功能密度 ＜100 200-300 300-400 400-500 500-600 600-800 800-2000
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第2部分 发展风力发电的意义
发展风力发电的直接好处是：
•安全、清结、无污染--基本不破坏人类（我 们自己）的生活环境 •同时缓解诸如传统能源日益紧缺等问题 •风力发电使人类向文明又迈进了一步
第3部分 风力发电的基本原理
“人类很早就开始使用发电技术了，发电 技术是通过某种动力来带动发电机发电。传 统的动力来自于水能和热能。利用水轮机将 水能转化为电能的称之为水力发电；利用汽 轮机将化石燃料产生的蒸汽的热能转化为电 能的称之为火力发电。风能也是一种动力， 也可以用来发电，我们称之为风力发电。”
第6部分 风力发电机组的基本结构
随着科学技术的不断进步和电力公司对 风力发电机组性能要求的不断提高，双馈发 电机是否依然能够在风力发电事业中保有如 此的优势，是一个值得高度关注的课题。
第6部分 风力发电机组的基本结构
国家也为风力发电机组的发电机编制了 国家标准，最新的版本是《GB/T 19071.1— 2003 风力发电机组 异步发电机 第1部分： 技术条件》。但这个标准是根据普通异步发 电机的性能编制的，其中一些概念已经落后 于风力发电机组的整体技术，也不能正确反 映电力公司对发电机的要求。我们热切地期 待着国家早日出台新的相关标准。 下图是Sewind的一款双馈发电机。
风力 发电技术 基础知识
目录
1.什么是风力发电 2.发展风力发电的意义 3.风力发电的基本原理 4.风能利用与风力发电的历史 5.风力发电机组的类型 6.风力发电机组的基本结构 7.对风力发电机组的性能要求
第1部分 什么是风力发电
风力发电 就是利用风 力发电设备 把风能转化 成电能，以 满足用户的 电力需求。
第6部分 风力发电机组的基本结构
传感器有很多种，对于风力发电机组来讲， 大体需要如下的几种： 风向标 油位指示器 风速仪 压力传感器 转速传感器 振动传感器 桨距角传感器 电流互感器 限位开关 电压互感器 操作开关、按钮
第6部分 风力发电机组的基本结构
执行机构主要包括： • 驱动装置 • 刹车装置 • 接触器 • 继电器 • 阀块 • 液压缸 • 泵
第4部分 风能利用与风力发电的历史
2005年，《中华人民共和国可再生能源 法》的颁布，标志着中国的风力发电事业进 入了一个前所未有的发展时代。
第5部分 风力发电机组的类型
风力发电机组的分类方法有很多种 5.1按照机组的容量可划分为： • 小型风力发电机组 • 中型风力发电机组 • 大型风力发电机组 • 我公司产品就有1.25MW、2MW、3.6MW
第5部分 风力发电机组的类型
5.4 按照机组风轮的叶片数目可划分为： • 单叶片风力发电机组 • 双叶片风力发电机组 • 三叶片风力发电机组 • 多叶片风力发电机组
第5部分 风力发电机组的类型
5.5 按照机组风轮的位置可划分为： • 上风向风力发电机组 • 下风向风力发电机组
第5部分 风力发电机组的类型
第7部分 对风力发电机组的性能要求
第3部分 风力发电的基本原理
就目前的技术水平来讲，风力发电的基 本原理是：通过风轮把风的动能转化为机械 能带动发电机旋转发出电能。
风轮 发电机
风能
机械能
电能
第3部分 风力发电的基本原理
从这个描述可以看出，要实现风能到电 能的转变，风力发电设备必须具有如下2个基 本要素： • 风轮 • 发电机
第3部分 风力发电的基本原理
安全保护 在发生故障时，控制系统按照预设的安 全策略进行工作，以保证风力发电机组处于 安全状态。 安全链的控制等级最高，在风力发电机 组中，往往采用失效安全的控制策略。安全 链的动作，可由下列事件触发： • 风轮超速 • 振动超限 • 控制器故障
第6部分 风力发电机组的基本结构
按下急停按钮 其它主控器不能控制的故障 安全链一旦被触发断开，将切断所有电 气系统的电源、风机脱网、叶片顺桨、高速 轴刹车。
第6部分 风力发电机组的基本结构
现代发电站中最常用的是同步发电机。 这种发电机的特点是由直流励磁，既能提供 有功功率，也能提供无功功率，可满足各种 负载的需要。异步发电机由于没有独立的励 磁绕组，其结构简单，操作方便，但是不能 向负载提供无功功率，而且还需要从所接电 网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机 运行时必须与其他同步发电机并联，或者并 接相当数量的电容器。这限制了异步发电机 的应用范围。
风轮的作用是从自然界的风中捕获动能并 将其转化为旋转的机械能。 发电机的作用是通过电磁感应把旋转的机 械能转化为电能供用户使用。
第4部分 风能利用与风力发电的历史
人类很早就使用风能了，主要是通过风 车来抽水、碾米、磨面以及船舶的助航等。 中国、伊拉克、埃及都是较早利用风能的国 家。
第4部分 风能利用与风力发电的Fra bibliotek史第6部分 风力发电机组的基本结构
伴随着风力发电事业的蓬勃发展，MW级 以上大型风力发电机组广泛使用双馈感应电 机作为发电机。双馈感应电机的转子上也有 了独立的绕组，定、转子均可以通交流电。 双馈感应电机既可以作为电动机运行，也可 以作为发电机运行。当双馈感应电机作为发 电机运行时，我们称之为双馈感应发电机 （以下简称为双馈发电机）。
第6部分 风力发电机组的基本结构
风力发电机组虽然有很多种分类，但目 前占据主导地位的却是“三叶片、水平轴、 上风向、变桨、变速、恒频型风力发电机 组”。Sewind的产品，就是此种类型。图6-1 是这种风力发电机组的机械结构图。
第6部分 风力发电机组的基本结构
电器控制柜
齿轮箱
双馈异步发电 机
主轴 主轴承 叶轮
目前大型风力发电机组中的发电机主要 有：永磁发电机、同步发电机、异步发电机 几种类型。Sewind产品中的双馈异步发电机， 就是异步发电机的一种。
第6部分 风力发电机组的基本结构
和风力发电机组一样，发电机也有很多 种分类方法。在电力行业，一般习惯于把发 电机分为直流发电机和交流发电机两大类。 而后者又可分为同步发电机和异步发电机两 种。
第5部分 风力发电机组的类型
5.2 按照机组的运行方式可划分为： • 离网型风力发电机组 • 并网型风力发电机组
第5部分 风力发电机组的类型
5.3 按照机组风轮轴的状态可划分为： • 垂直轴风力发电机组 • 水平轴风力发电机组 • 近年来，水平轴风力发电机组的应用得到 了长足的发展，下面这些分类方法，基本 是根据水平轴风力发电机组的技术状况所 给出的。
第6部分 风力发电机组的基本结构
国标要求： • 齿轮箱的机械效率 • 齿轮箱的工作环境温度为 • 齿轮箱的最高温度 • 齿轮箱各轴承间的温度差 • 齿轮箱的噪音 • 齿轮箱的使用寿命（正常情况下） • 齿轮箱的保用期（正常情况下）
＞97% -40～50℃ ≤80℃ ≤15℃ ≤85dB(A) ≥20年 2年
第6部分 风力发电机组的基本结构 6.6.2 运行管理
风力发电机组要求无人值守，因此，其运行时 的调节、控制必须是全自动的，这些控制项目主要 包括： 待机（当外部环境满足启动条件 是，风力发电机组就可以启动） 启动 发电运行 并网 偏航 功率调节
刹车 变桨 停机 加热 故障停机 冷却
第6部分 风力发电机组的基本结构
5.6 按照机组的控制方式可划分为： • 定桨距风力发电机组 • 变桨距风力发电机组
第5部分 风力发电机组的类型
5.7 按照机组的转速与电能频率的关系可划 分为： •恒速恒频风力发电机组 •变速恒频风力发电机组
第5部分 风力发电机组的类型
5.8 按照机组驱动链的型式可划分为： • 直驱型风力发电机组 • 半直驱型风力发电机组 • 传统有齿箱型风力发电机组
第6部分 风力发电机组的基本结构 6.1 发电机
风轮捕获的能量最终要传递给发电机， 由发电机将其转化为电能输出给用户使用。 发电机是风力发电机组的核心部件，是机械 能传递的终点，也是电能输出的源头。发电 机即展现了制造厂商发电设备的辛勤劳动， 也关爱着广大用电设备的各种需求。
第6部分 风力发电机组的基本结构 6.1 发电机
第6部分 风力发电机组的基本结构
双馈异步发电机
第6部分 风力发电机组的基本结构
DFIG 齿轮箱 变压器 电网
电机侧变流器
电网侧变流器
变流器系统
双馈风电机组结构简图
第6部分 风力发电机组的基本结构 6.2 控制系统
控制系统是风力发电机组的灵魂。控制 系统的主要职责是：运行管理与安全保护。
第6部分 风力发电机组的基本结构 6.2.1控制系统的组成
受社会生产力低的影响，直到19世纪， 风能的利用一直占有比较重要的地位。蒸汽 机的发明与广泛应用，逐渐弱化了风车的作 用。
第4部分 风能利用与风力发电的历史
风是一种潜力很大的新能源，目前全世 界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一 年内所提供能量的三分之一。随着传统能源 的日益紧缺，生活环境的不断恶化，人类不 得不重视利用风力来发电，开发新能源。
第4部分 风能利用与风力发电的历史
利用风力发电的尝试，始于二十世纪之 初。第一次世界大战后，丹麦的工程师们根 据飞机螺旋桨的原理，就制造出了小型风力 发电机组。之后、瑞典、苏联和美国也相继 成功地研制了一些小型风力发电装置。这些 小型风力发电机，容量大都在5千瓦以下，广 泛使用于多风的海岛和偏僻的乡村。
风力发电机组的控制系统主要由传感器、 控制器、执行机构、软件组成。 传感器就好比是我们的眼睛和耳朵，主 要的任务是收集情报，或者叫采集信息，汇 报给大脑（反馈给控制器）。
第6部分 风力发电机组的基本结构
控制器就是我们的大脑，它在听取了传感 器的汇报后，对当前形势作出正确分析，并 发出指令安排下一步的工作。 执行机构就是我们的手和脚，它只要认认 真真地完成控制器的工作计划就可以了。
变频器冷却器 高速轴刹车 底架
偏航系统 塔架
蓄能器 主冷却器