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风电场的构成1.风电场的概念风电场是在风能资源良好的地域范围内，统一经营管理的由所有风力发电机组及配套的输变电设备、建筑设施和运行维护人员等共同组成的集合体，是将多台风力发电机组按照一定的规则排成阵列，组成风力发电机组群，将捕获的风能转化成电能，并通过输电线路送入电网的场所。
自20世纪70年代以来，随着世界性能源危机和环境污染日趋严重，风电的大规模发展便指日可待，德国、丹麦、西班牙、英国、荷兰等国在风力发电技术研究和应用上投入了大规模的人力及资金，研制出了高效、可靠的风力发电机。
风电场是大规模利用风能的有效方式，20世纪80年代初兴起于美国的加利福尼亚州，如今在世界范围内得到蓬勃发展。
2015年，世界风能协会在上海发布了全球风电发展报告。
该报告详细阐述了2014年的风电发展情况，并预测了未来5年内的全球风电发展。
截至2014年年底，全球风电新增装机容量达52.52GW，全球风电机组累计装机容量达371.34GW。
全球风电年发电量达到7500亿kW·h/a，风电占全球电力需求比例为3.4%。
风电利用比例高的国家有丹麦、西班牙、葡萄牙、爱尔兰、德国、乌拉圭。
表1-1为全球风电装机在各地区的分布，在中国的引领下，亚洲的新增风电装机容量连续多年超过欧洲和北美洲。
到2014年年底，亚洲的累计风电装机容量也首次超过了欧洲，位居世界第一位。
这说明全球风电产业的重心已经从欧洲移到了亚洲。
表1-1 全球风电装机在各地区的分布截至2014年年底，风电累计装机容量排行前10位的国家的累计装机容量都超过了500万kW，其装机容量占全球累计总装机容量的85.8%。
全球累计装机容量排名前10的国家见表1-2。
表1-2 全球累计装机容量排名前10的国家目前，风电场分布遍及全球，最大规模的风电场可达千万千瓦级，如我国甘肃酒泉的特大型风电项目，酒泉千万千瓦级风电场如图1-1所示。
图1-1 酒泉千万千瓦级风电场近年来，近海风能资源的开发进一步加快了大容量风力发电机组的发展。
序号书名单价内容简介风力发电技术丛书--风力机设计、制造与运行￥58.00 本书是《风力发电技术丛书》的一个分册。
本书介绍了风和风能的基本知识及各种风能发电技术，详细介绍了风轮机设计、设计优化、风轮机动态分析和风轮机安全性设计及风轮机的数值模型和数值计算技术，风轮叶片和各主要部件轮毂、齿轮箱、变桨距、增速箱、发电机、机舱、塔架和基础的结构设计和制造技术，以及风力机的安装、调试、运行、维护、故障分析和故障诊断技术。
还简要介绍了几种新型的风力机，供有兴趣的读者参考。
本书是一本有关风能发电的技术参考书，适合从事风能发电产品设计、制造和风电场风力机运行的工程师、工程技术管理人员和设计院风电场工程设计参考使用，也适合高等院校热物理和动力专业师生作为教学参考书，对想了解风能发电的读者也是一本极好的科技读物。
目录第1章风和风电场的特性1.1 风和风的特性1.1.1 风的形成和分类1.1.2 风速与风向1.1.3 风速特性和风能“玫瑰”图1.1.4 环境对风速的影响1.2 风能和风能密度1.2.1 风能1.2.2 风能密度1.2.3 风能密度计算方法1.3 风电场特性和风电场设计原则1.3.1 风电场特性资料1.3.2 风电场设计原则1.4 风电场优化设计1.4.1 风力发电机组选型显示全部信息在线试读部分章节第1章风和风电场的特性风是由于太阳辐射不均匀加热地球表面造成的。
温度不均匀的地球表面使大气层空气温度不均匀，导致大气层中空气的压力分布不均匀。
空气在不均匀压力的作用下，沿水平方向运动就形成风。
空气流动所形成的动能称为风能，因此，风能本质上是太阳能的一种转化形式。
风速和风向是风特性的两个最重要参数。
“风向”是指风吹来的方向，从北方吹来的风称为北风。
实际的风速是随时间在不断变化的量，因此风速一般用瞬时风速和平均风速来描述。
瞬时风速是短时间发生的实际风速，也称有效风速。
平均风速是一段较长时间内瞬时风速的平均值。
新能源行业风能发电与储能技术方案第一章风能发电技术概述 (2)1.1 风能发电原理 (2)1.2 风能发电的优点与局限 (3)第二章风能资源评估与开发 (3)2.1 风能资源分布 (3)2.2 风能资源评估方法 (4)2.3 风能项目开发流程 (4)第三章风力发电设备与技术 (5)3.1 风力发电机组类型 (5)3.2 风力发电机组关键部件 (5)3.3 风力发电技术发展趋势 (5)第四章风电场规划与设计 (6)4.1 风电场规划原则 (6)4.2 风电场设计方法 (6)4.3 风电场运行与维护 (6)第五章储能技术在风能发电中的应用 (7)5.1 储能技术概述 (7)5.2 储能技术的分类与特点 (7)5.3 储能技术在风电场的应用场景 (7)第六章储能系统设计与优化 (8)6.1 储能系统设计原则 (8)6.2 储能系统拓扑结构 (8)6.3 储能系统控制策略 (9)第七章储能系统关键设备与技术 (9)7.1 电池储能系统 (9)7.1.1 电池组 (9)7.1.2 电池管理系统（BMS） (9)7.1.3 能量管理系统（EMS） (10)7.2 飞轮储能系统 (10)7.2.1 飞轮 (10)7.2.2 电机/发电机 (10)7.2.3 控制系统 (10)7.3 超级电容器储能系统 (10)7.3.1 超级电容器 (10)7.3.2 控制系统 (10)7.3.3 能量管理系统（EMS） (11)第八章储能系统在风电场的集成 (11)8.1 集成方案设计 (11)8.2 集成系统运行与维护 (11)8.3 集成系统经济效益分析 (12)第九章风能发电与储能技术的政策与市场 (12)9.1 国际政策与市场概况 (13)9.1.1 国际政策环境 (13)9.1.2 国际市场概况 (13)9.2 我国政策与市场现状 (13)9.2.1 我国政策环境 (13)9.2.2 我国市场现状 (14)9.3 市场发展趋势与展望 (14)9.3.1 市场发展趋势 (14)9.3.2 市场展望 (14)第十章风能发电与储能技术的挑战与前景 (14)10.1 技术挑战 (14)10.1.1 风能资源的不稳定性 (14)10.1.2 储能技术的局限性 (15)10.1.3 风电设备的维护与运行成本 (15)10.1.4 环境与生态影响 (15)10.2 产业发展前景 (15)10.2.1 政策支持 (15)10.2.2 市场需求 (15)10.2.3 技术进步 (15)10.3 技术创新与突破方向 (15)10.3.1 风能资源预测与调度 (15)10.3.2 储能技术突破 (15)10.3.3 风电设备优化 (16)10.3.4 环保与生态保护 (16)第一章风能发电技术概述1.1 风能发电原理风能发电是利用风的动能，通过风力发电机将其转换为电能的一种技术。
电气工程中的风力发电技术随着对环境保护和可再生能源的重视，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，逐渐成为电力行业的热门话题。
本文将详细介绍电气工程中的风力发电技术，包括其原理、发展历程以及未来的发展前景。
一、风力发电技术的原理风力发电技术基于风能的转换，将风的动能转化为机械能，再经过发电机把机械能转化为电能。
其核心装置是风力发电机组，主要由风轮、发电机和控制系统组成。
当风通过风轮时，风轮会旋转，并通过主轴传动旋转的动能到发电机内部。
发电机接收到动能后，将其转化为电能，并通过电网输送到用户。
二、风力发电技术的发展历程风力发电技术可以追溯到古代东方和西方文明。
在古代，人们常常使用风车进行磨面粉、抽水或挖掘井等活动。
20世纪初，随着对传统石油和煤炭资源的过度开采和环境污染的增加，人们开始关注可再生能源，风力发电作为其中一种形式逐渐引起广泛的关注。
20世纪50年代，风力发电开始投入实际应用，并逐渐发展起来。
最初的风力发电机组采用直流发电机，功率较小。
随着科技的进步和工程经验的积累，风力发电技术得到了快速发展。
在20世纪末和21世纪初，风力发电进入了一个飞速发展的时期，不断刷新着风力发电机组的装机容量记录。
如今，风力发电已经成为全球可再生能源的主要形式之一。
三、风力发电技术的优势和挑战风力发电技术具有以下优势：1. 清洁能源：风力发电不会产生二氧化碳等有害气体，对环境污染较小，对气候变化具有积极作用。
2. 可再生性：风是一种永不枯竭的资源，可不断供给风力发电机组运转，具有良好的可再生性。
3. 区域适应性强：风力资源广泛分布于全球各地，特别是海洋风能和高海拔地区的风能潜力巨大。
然而，风力发电技术也面临一些挑战：1. 受限的风能：风力发电依赖风能资源的丰富度和稳定性，某些地区风能资源偏低或不稳定，影响着风力发电的发展潜力。
2. 土地占用和环境影响：风力发电场需要占据较大的土地面积，可能对景观和野生动植物造成影响，需在项目规划中进行综合考虑。
风电场电气系统应用需要掌握的知识点第一章1、风力发电机组：用于实现该能量转换过程的成套设备（利用风力机获取风能转化为机械能，再利用发电机将风力机输出的机械能转化为电能输出的生产过程）2、风电场:在一定的地域范围内，由同一单位经营管理的所有风力发电机组机配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。
3、一次能源、二次能源：①一次能源：那些存在于自然界可以直接利用的能源；②二次能源：一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源。
4、什么是电力系统？包括风电场在内的各类发电厂站、实现电压等级变换和能量输送的电网、消耗电能的各类设备（用户或负荷）共同构成的，用于生产、传输、变换、分配和消耗电能的系统。
5、什么是电气部分？电力系统各个环节的带电部分。
6电气一次、二次部分的概念及其基本组成是什么？①概念：用于能量生产、变换、分配、传输和消耗的部分称为电气一次部分；对本厂站内一次部分进行测量、监视控制和保护的部分称为电气二次部分。
②基本组成：一次部分最为重要的是发电机、变压器、电动机..........二次部分由互感器和一些仪表组成。
第二章1、风电厂与常规电厂的区别是什么？①风力发电机组的单机容量小；②风电场的电能生产方式比较分散，发电机组数目多；③风电机组输出的电压等级低（输出电压一般为690V或400V）;④风力发电机组的类型多样化；⑤风电场的功率输出特性复杂；⑥风电机组并网需要电力电子换流设备。
2、风电场的电气部分的构成有哪些？其一次系统主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？（1）风电场的电气部分是由一次部分（系统）和二次部分（系统）共同组成。
（2）一次系统主要部分：风电机组、集电系统、升压变电站及厂用电系统。
（3）作用：①风电机组除了风力机和发电机以外，还包括电力电子换流器（有时也称为变频器）和对应的机组升压变压器（有的文献称之为集电变压器）；②集电系统将风电机组生产的电能按组收集起来；③升压变压站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高；④风电场的厂用电包括维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电和风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等。
主要内容风电发展总体概况风力发电机组风电场与电网相关研究Part 1风电发展总体概况风电发电机组风电场与电网相关研究风能是一种干净的自然能源风能是一种干净的自然能源，，没有常规能源没有常规能源（（如煤电如煤电，，油电油电））与核电会造成环境污染的问题风力发电风力发电：：将风能转换为机械能将风能转换为机械能，，进而将机械能转换为电能的过程 每兆瓦时风电将减少消耗标准煤每兆瓦时风电将减少消耗标准煤350 350 350 吨吨，水3,000 3,000 吨吨平均每装一台单机容量为1 1 兆瓦的风能发电机兆瓦的风能发电机兆瓦的风能发电机，，每年可以减排风能是一种绿色能源2000 2000 吨二氧化碳吨二氧化碳吨二氧化碳（（相当于种植 1 1 平方英里的树木平方英里的树木平方英里的树木））、10 10 吨二氧吨二氧化硫化硫、、6 6 吨二氧化氮吨二氧化氮吨二氧化氮。
风能产生1 1 兆瓦小时的电量可以减少兆瓦小时的电量可以减少0.8 0.8 到到0.9 0.9 吨的温室气体吨的温室气体吨的温室气体。
在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，，风能作为一种高效清洁的新能源有着巨大的发展潜力．1. 1. 中国的风能资源中国的风能资源陆上风能理论储量3232亿亿kW, kW, 实际可开实际可开发利用风能 2.5亿kW 海上可开发利用风能是陆地的能是陆地的33倍,约为约为7.5 7.5 7.5 亿亿kW总的可开发利用风能10 10 亿亿kW指标丰富区较丰富区可利用区贫乏区年有效风能密度密度（（W/m2W/m2））＞200 150 150 --200＜50 50 --150 ＜50 年≥3m/s 3m/s累累计小时数计小时数（（h ）＞4000 -＜1. 1. 中国的风能资源中国的风能资源中国风能分区及占全国面积的百分比5000 4000 -5000 ＜2000 2000 --4000 2000 年≥6m/s 6m/s累累计小时数计小时数（（h ）＞2200 1500 1500 --2200 ＜350 350 --1500 ＜350 占全国面积的百分比的百分比（（%）8 185024中国风力资源分布东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区能资源丰富地区，，有效风能密度大于或等于200 200 瓦瓦/平方米，方米，沿海岛屿有效风能密度在300 300 瓦瓦/平方米以上平方米以上，，全年中风速大于或等于 3 3 米米/秒的时数约为秒的时数约为700070007000～～80008000小小时，大于或等于 6 6 米米/秒的时数为4000 4000 小时小时小时。
发电厂变电站电气部分名词解释发电厂变电站电气部分名词解释、简答题第一章、一、发电厂：将各种形式的一次能源转换为电能的工厂。
按利用一次能源的形式发电厂分为火电厂、水电厂、核电厂和其它能源电厂核电厂和其它能源电厂。
其它能源电厂包括风力发电场、太阳能发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂。
1、火电厂：将燃料的化学能转换为电能的电厂利用的燃料：煤、天然气、重油等我国以燃煤电厂为主，火电厂的装机容占总火电厂的装机容占总火电厂的装机容占总80％分类：凝汽式电厂：不对外供热热电厂：兼对外供热热效率热效率热效率热效率火电厂的分类火电厂的分类火电厂的分类火电厂的分类热效率＝凝汽式电厂：30～40％热电厂：60～70％％火电厂的运行特点：系统主力；机动性差，带较恒定负荷运行；环境污染2、核电厂：利用的燃料：U-235的同位素；主要生产过程：与火电厂的基本生产过程类似核电厂的运行特点：特别注意安全；承担基荷，需配套建设抽水蓄能电站；污染远低于火电厂3、水电厂主要生产过程：利用水的位能(势能)生产电能；当控制闸门打开时，水流进入水轮机，冲动水轮冲动水轮机带动发电机发电发电容量与水电站的上下游水位差和流过水轮机的水量(流量)的乘积成正比根据获得水位差的不同，可将水电厂分为堤坝式水电厂、引水式水电厂水电站的梯级开发与火电厂比较，水电厂的水工建筑工程大，建站时间长，单位kW 投资大，但发电成本低在一条河上，往往建设多个水电站，称为梯级开发梯级电站从上到下排序，上级电站的尾水是下级电站最主要的来水，如何从航行如何从航行、发电的综合效益考发电的综合效益考虑，使梯级电站运行最佳是一个十分重要的技术经济问题，称为梯级电站的运行调度优化金沙江水电站梯级开发:乌东德-白鹤滩-溪洛渡- 向家坝水电厂的运行特点：起停迅速，易于实现自动化；负荷可大幅度快速变化；受季节影响大抽水蓄能电站水工有上下库，不受水文条件限制；机组合二为一：机组正转机组正转，水轮机水轮机－发电机组，为发电状态；机组反转机组反转机组反转，电动机－水泵机组为电动状态电站总效率65～70％效益：技术效益、经济效益二、变电站发电厂的变电站：升压变电站电力网的变电站：降压变电站电力网变电站的分类：根据电压等级、容量不同，可分为高层：枢纽变电站；中层：区域变电站；低层：配电变电站枢纽变电站：联络本电力系统中的各大电厂与大区域或大容量的重要用户，并实施与远方其它电力系统的联络，是实现联合发是实现联合发是实现联合发是实现联合发、输、配电的枢纽；电压最高，容量最大，是电力系统最上层的变电站；目前我国大多数地区的枢纽变电站的电压为500kV，西北地区为750kV区域变电站高压进线来自枢纽变电站或附近的大型发电厂，低压对多个小区域负荷供电，并可能接入一些中、小型电厂；是电力系统的中层变电站；目前我国大多数地区的区域变电站的电压为220kV，西北地区为330kV配电变电站进线来自于区域变电站，对一个小区域(城市)或较大容的工厂供电；是电力系统最下层的变电站；目前我国大多数地区的配电变电站的电压为110kV第二章一、接线一次接线:以传输能量为目的，大功率负荷电流所通过的电路部分。
