风力发电机文献综述分解

文献综述报告( 2015届本科）学院：工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气2班*****学号：***********:**2015年 6 月小型风力发电系统研究与设计前言:随着近年来地球温室效应加重,传统化石燃料供应愈发紧张,人们开始进行新能源的寻找和开发。

而风能作为一种无污染的可再生能源,其利用简单、取之不尽用之不竭的特点使其在新能源领域脱颖而出.据研究,如果全球风能总量的1%被利用，那么世界3％的能源就可以被节省下来。

风能的利用在未来也许会取代传统化石燃料以及核能等能源方式。

世界各国均把风力发电作为应对能源短缺、大气污染、节能减排等问题的有效解决措施。

而小型发电系统在日常生活中如何应用也受到越来越多的关注。

1 风力发电研究的背景和意义风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。

清洁、高效成为能源生产和消费的主流，世界各国都在加快能源发展多样化的步伐.从 20 世纪 90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。

世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术，而中国是风能资源较丰富的国家，更需要开发利用风电技术。

技术创新使风电技术日益成熟。

目前,在发达国家风电的年装机容量以 35.7％高速度增长。

一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新，使风电技术日益成熟。

目前单机容量 50kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平，并成为当前世界风力发电的主力机型，兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行.同时，在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料，风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平，而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。

技术进步使风电成本具有市场竞争能力。

长期以来，人们以风电电价高于火电电价为由，一直忽视风电作为清洁能源对于能源短缺和环境保护的意义,忽视了风电作为一项高新技术产业而将带来的巨大前景。

1.近年来，我国风电产业呈现迅猛发展态势，2010年我国风电装机容量已跃居世界首位。

小型风电是风电产业的一项补充，大型风电产业不能完成或不能解决的问题要由小型风电产业来完成。

中国疆域广阔，风资源分布不均匀导致风电开发呈现出多样性的特点：年平均风速6m/s或以上的高风速区（如三北地区!沿海地区）多建立大型兆瓦级风力发电机组，但这些地区的风资源已趋饱和，海上风电短期内又难以大规模开发；年平均风速为3~5m/s的低风速区，如安徽!湖北!福建和云南等省份，虽不具备发展大型风电的条件，却是发展小型风电的沃土，因此推广应用小型风力发电机组具有较大的市场空间国内外对小型风力发。

2.我国中小型风电机组起步阶段应从20世纪的70年代开始，此时的小型风力发电机只是作为大型风力发电机的先期产品，作为研制大型风力发电机组试验品，真正用到生产和生活中的小型风力发电机相对很少。

进入20世纪八九十年代，随着我国经济建设的发展，小型风力发电机组略有发展，但受到国内市场经济调控影响，在制造和技术上并没有很大突破，此时期只是进入到了小机组研制过渡阶段。

进入21世纪，伴随着国际发展新型清洁能源和可再生能源的潮流，以及在国内对可再生能源的扶持政策的影响下，小型风力机技术在大型风电机组蓬勃发展的基础上也有了长足的进步，并且其技术水平和制造工艺正逐渐进入成熟阶段。

3.据不完全统计，到 2006 年底，我国从事小型风力发电机组及其配套件开发、研制、生产的单位达 78 家，年生产能力达8万台，总装机容量 51.3MW，年产量、总产量、生产能力、出口均列世界之首。

小型风力发电机主要出口到英国、法国、美国、澳大利亚、越南、日本等国。

并且，由于汽油、柴油、煤油价格飞涨，且供应渠道不畅通，内陆、江湖、渔船、边防哨所、部队、气象站和微波站等使用柴油发电机的用户逐步改用风力发电或风光互补发电。

随着市场经济发展，小型风力发电机组传统用户继续增加，主要服务对象仍为有风缺电地区的广大农、牧、渔民。

毕业设计文献综述题目：立轴风力发电机学生姓名：李春鹏学号：090501224专业：机械设计制造及其自动化指导教师：刘恩福2013年2月27日一、摘要风能利用技术的快速发展已使风能成为目前最重要的一种可再生资源。

现有的风能转化系统大部分将风能通过风力机装置转化为机械能，然后通过电机转化为电能，通常风力机按风轮旋转轴在空间的方向，分为水平轴风力机（HorizontalAxis Wind Turbine简称为HAWT）和立轴风力机（Vertical Axis Wind Turbine简称为VAWT）两大类，达里厄型（Darrieus）风力机为立轴风力机的典型机型。

立轴风力机由于其结构和气动性能的独特优势，越来越被人们重视。

变速风力机可以在很大的风速范围内工作，而且能最大限度的捕获风能，提高风力发电机的效率，而成为当前该领域的研究热点。

本文以大型变速立轴风力机为研究对象，风力机为典型的达里厄型风力机，直接驱动永磁同步电机发电。

通过建立风力机气动性能评估模型、传动系统模型、电机以及控制系统的模型，并在MATLAB/SIMULINK进行仿真模拟，得到风力机在各种工况下的运行情况，并实现了最大风能追踪的算法。

变速风力发电机提高了风能利用率，但增加了控制系统的难度，本文对最大风能追踪策略的理论进行分析研究。

分析了达里厄型风力机的气动性能评估模型，该模型是基于叶素动量理论的双多流管模型，考虑了达里厄型风力机旋转时叶片对风轮下盘面流动干涉的特性，以及翼型动态失速、气动阻力的影响，对1MW达里厄型风力机进行计算分析，得到了该风力机的气动性能，如风力机在各风速下的气动转矩与转速的关系，以及在各风速下的气动功率与转速的关系，为仿真模拟提供基础。

根据仿真的需要分别建立了风力机传动系统模型、永磁同步电机模型、最大功率跟踪算法等模型。

永磁同步发电机在同步旋转轴下建立，并对同步电机的解耦控制做了分析，最大功率跟踪算法采用尖速比控制方法。

直驱式风力发电与并网文献综述直驱式风力发电系统及并网关键技术文献综述学院：学号：姓名：专业：指导老师：目录1.1风力发电发展历史1.2中国能源现状1.3各国风力发电概况1.4风力发电特点及优点2.1风力发电原理2.2直驱式风力发电技术现状2.3直驱式永磁风力发电系统结构2.4直驱式永磁风力发电系统控制3.1并网运行关键技术3.2永磁同步电机控制3.3并网变流器控制3.4低电压穿越技术4.1未来风力技术发展趋势4.2中国风能资源分布及发展前景1.1风力发电发展历史Charles F. Brush（1849-1929）是美国电力工业的奠基人之一。

1887-1888年冬，Brush安装了一台被现代人认为是第一台自动运行的且用于发电的风力机。

它是个庞然大物——叶轮直径是17米，有144个由雪松木制成的叶片。

这台发电机仅为12千瓦。

这是因为低转速风机效率不可能太高。

丹麦人Poul la Cour（1846-1908）是一名气象学家同时也是现代风力发电机的先驱。

他建了一个属于他自己的风洞来实验风力发电机，随后发现了快速转动、叶片数少的风力机，在发电时比低转速的风力机效率高得多。

1918年，丹麦约有120个地方公用事业拥有风力发电机，通常的单机容量是20-35kW，总装机约3MW。

这些风电容量当时占丹麦电力消耗量的3%。

在二次世界大战期间，丹麦工程公司F.L.Smidth（现在是水泥机械制造商）安装了一批两叶片和三叶片的风机。

所有这些风机发的是直流电。

1951年，这些直流发电机被35kW的交流异步发电机取代。

在1973年第一次石油危机后，在丹麦，电力公司立即把目标放在的制造大型风力发电机上，德国、瑞典、英国和美国也紧跟其后。

1979年，他们安装了两台630KW风力发电机，一台是桨矩控制的，另一台是失速控制的。

1980~1981年，55KW风力发电机的诞生是现代风力发电工业和技术的突破，这种风力发电机使风力发电每千瓦时的成本下降了约50%。

林内小型风力发电机风叶的设计摘要：随着国民经济的持续发展，能源危机的阴影正日益困扰着人类的生产和生活，因此人们开始把目光风能这个取之不尽、用之不竭的清洁能源，若风力发电机跟森林中的监测传感器配合，则能有效利用自然资源，实现可持续发展。

本文就林内小型风力发电机叶片原有的基础上进行优缺点分析，总结国内外风力发电机的发展和现状。

前言本人毕业设计题目为《林内小型风力发电机叶片部件的设计》，主要针对垂直轴风力发电机叶片部件的设计进行研究，对现有风力发电机的叶片发展历史进行总结分析，探索其优越性和可行性。

本文主要查询了2000年以来的有关小型风力发电文献期刊。

主体风力发电机分为水平轴风机和垂直轴风机。

水平轴风机最为典型的代表是3个叶片的荷兰风车，也是目前阶段技术最成熟，应用最广泛，占据主流市场的产品。

水平轴风机主要包括叶片技术、发电机和传动技术、并网技术三大部分。

其中叶片技术是其核心部分，叶片除了靠叶素理论计算和设计外，还要靠经验对计算值进行修正，对操作人员的技术要求十分高。

而我国是从20世纪80年代后期才涉足风力发电这一新兴行业，技术远远落后与世界发展水平，其研究主要是引进、吸收、消化叶片设计技术，没有自己的独立成果。

到2006年底，中国进入或正在进入大型风机市场的厂商已超过20家1 ，从企业数量上看，中国的企业数量超过了全世界风机厂商数量的一倍以上，但均缺乏叶片这一核心技术的独创性。

垂直轴风机，即转轴垂直于地面的风机，其历史可以追溯到几千年前，人们利用垂直轴风车进行提水。

而垂直轴风力发电机的发明则要比水平轴的晚很多，知道20世纪20年代才开始出现。

由于人们普遍认为垂直轴风轮的尖速比不可能大于1，风能利用率低于水平轴风力发电机，因而导致垂直轴风机长期得不到重视。

然而，随着科技日新月异和人类认识水平的不断提高，人们逐渐意识到垂直轴风机的尖速比不能大于1只适用于阻力型风机，而升力型风机的尖速比甚至可以达到6，并且其风能利用率也不低于水平轴，于是越来越多的人认识到垂直轴风机的发展前景，并大大提高了其研发技术，取得了突破性进展。

风力发电综述能源短缺、环境污染是人们目前面临的两个紧迫问题。

风能是一种清洁的可再生能源，风力发电是风能利用的主要形式，它在减轻环境污染、解决偏远地区居民用电问题等方面起着突出作用。

下面我将结合我查找的，从以下几个方面说明一下我对风力发电的认识。

一、风力发电的发展史。

风能用于发电只有100多年的时间。

19世纪末，丹麦首先研制了风力发电机，采用蓄电池充放电方式供电。

20世纪30年代到60年代末，西方国家开始大力研发技术发杂的大、中型风力发电机组，当时的机组多采用木制叶片、固定的轮毂的侧尾舵调速，科技工作者也对风电并网问题进行了初步研究。

在此时期，丹麦的Gedser 200 kW风力发电机组意义重大，它采用了异步发电机、定桨距风轮和叶片端部有制动翼片等设计。

到了20世纪70年代，风力发电进入了迅猛发展阶段。

20世纪90年代，丹麦维斯塔公司生产了一台55\11kW的风力发电机组，其技术先进，可靠性高。

由于选用了两种不同的功率电机，在低风速和高风速时，风能资源都能得到充分利用，被称为现代风力发电机的雏形。

二、风力发电的特点及其存在的问题。

风电的突出优点是环境效益好，不排放任何有害气体和废弃物。

风力发电厂的建设工期短，单台风力发电机组的安装仅需几周，从土建、安装到投产，1万千瓦级的风力场建设期只需要半年到一年的时间。

此外风力发电还具有投资规模灵活，可靠性高，运行维护简单等优点。

目前，风力发电存在的问题有：（1）发电成本高。

成本高的主要原因是风力发电机生产成本较高及风力发电机在运行时的维护费用较高。

（2）风力发电机尚存在一些质量问题。

如风力发电机的寿命还难以达到20~30年，叶片断裂、控制系统失灵等事故还有发生。

（3）风力发电机组运行时抗干扰性有待解决。

（4）其它待解决的问题。

如提高风力发电质量以及机用蓄电池的攻关等问题。

三、风力发电机原理及结构简介。

风力发电机是一种将风能转换为电能的能量转换装置，它包括风力机和发电机两个部分。

文献综述毕业论文题目浅谈风力发电的原理及其应用现状学院物理与电信工程学院专业物理学姓名曹晓莹班级2012级2班学号201205010046指导教师王韩奎浅谈风力发电的原理及其应用现状摘要：为了毕业论文更好地完成，熟悉掌握专业文献资料，因此对搜集的文献资料进行归纳、分析和综合。

近几年来，关于风力发电原理的研究不少，主要集中于把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化转化为电力动能，即利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

而关于风力发电的研究现状的研究，主要集中于介绍了风力发电技术发展趋势及前景,一般都是集中介绍世界风力发电的现状并与我国的发展情况进行比较，对风力发电技术的发展趋势做出了预测，有部分作者着重对发展前景良好的海上风力发电做出了详细预测.但是都没有对Wind Tree即树状风力发电这一目前具有极大发展前景的风力发电装置进行介绍。

从众多的文献中选取了优秀文献做一下综述。

关键词：风力发电原理；风力发电应用现状；发展前景;[1］徐大平，柳亦兵,吕跃刚.风力发电原理[M］.北京：机械工业出版社,2011：1-7.本书的作者在书中着重围绕目前主流的并网风力发电系统展开，并对风力发电领域其他相关技术和设备做了简要介绍。

对于风的特性以及风能转换基本原理、大型水平轴并网风力发电机组的相关知识、垂直轴风力发电机组设备、小型离网型机组的相关内容做了介绍.[2]袁铁江,晁勤,李建林。

光电并网技术[M］.北京:机械工业出版社,2012: 1—9。

本书的作者针对风力发电机组建模、风电并网电力系统的安全稳定和电能质量分析、风电极限穿透功率、风电优化调度、风电功率预报等方面,结合实际案例阐述了风电并网涉及的关键技术问题。

其中在第一章集中介绍了风电并网问题产生的原因、风电并网涉及的关键技术及其现状、未来发展趋势等。

对风力风电原理做了系统的描述。

[3]赵海亮，郭鑫。

风力发电的技术综述［J］.河南科技，2013,第一卷(第一期): 58—59。

风力发电及其技术发展综述摘要：近年来，风力发电及其技术得到了快速发展和广泛应用，研究其相关课题有着重要意义。

本文首先介绍了我国风力发电的现状，分析了风力发电的技术发展，并结合相关实践经验，分别从加快风电技术的研究与发展、推动风电的产业化风电发展，已经能源政策支持等多方面，提出了提升风力发电及其技术发展的有效对策。

关键词：风力发电；发展；浅析一风力发电的发展现状风力发电是一种利用风动能转换为机械动能，再向电能转换的过程，其工作原理是借助风的动力来推动风车叶片旋转，再通过增速机加快风车叶片旋转的速度，带动发电机发电。

风力发电具有环保、节能等优点，自从我国2005年《可再生能源法》立法之后，风能、太阳能、生物质能、水能以及海洋能等可再生能源的得到充分重视，在能源发展中占据着重要地位。

在世界环境问题日益严峻的背景下，减轻二氧化碳排放量是世界各国发展的必然要求，为顺应这种发展趋势，降低化石能源的利用率，大力发展发电在内的可再生能源、核能等，是世界能源发展的基本内容，也是我国战略新兴产业规划的重要组成部分，对我国国民经济增长起着重要作用[1]。

我国的风力发电始于上世纪80年代中期，初次商业化运行的风电机容量等级为55 kW，在经过近三十年的发展后，我国风力发电市场有了长足进步。

根据CWEA2015年的相关统计，截止2014年年底，我国风电累计装机容量约为114 609 MW左右，累计安装风机组76 241台，同比增长25.4%；在2014年中，全国新增安装风机组13 121台，新增装机容量23 196 MW，同比增长44.2%。

我国风能资源十分丰富，可开发利用的风能储量大约为10亿 kW，其中，陆地风能储量与海上可开发利用风能储量分别占2.5亿 kW和7.5亿 kW作用，因此，除了陆上风力发电之外，做好海上风力发电也十分重要。

就2014年海上风电装机情况来看，我国海上风电新增装机61台，新增装机容量为229.3 MW，同比增长487.9%，其中，有56.7%属于潮间带装机。

新能源论文姓名：顾少鹏B13043531系：电气系专业：电气工程及其自动化专业题目：风力发电机组齿轮箱设计摘要风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。

但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。

因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。

本文设计的是兆瓦级风力发电机组的齿轮箱，通过方案的选取，齿轮参数计算等对其配套的齿轮箱进行自主设计。

首先，确定齿轮箱的机械结构。

选取一级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数。

对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果。

依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。

其次，基于Pro／E参数化建模功能，运用渐开线方程及螺旋线生成理论，建立斜齿轮的三维参数化模型。

然后，对齿轮传动系统进行了齿面接触应力计算。

先利用常规算法进行理论分析计算。

关键词：风力发电，风机齿轮箱，结构设计1.0引言纵观社会的发展,科学技术作为第一推动力，当科学技术发展到足够的阶段时，将带来人类社会突飞猛进的发展。

这一事实，在二十世纪表现的越来越来越明显，这一推动力的作用越来越突出。

正当人们迈向二十一世界时，科学技术的长足进步，促使世界各地各类产业都进入了结构调整时期。

结构调整与重组已使那些最传统、最垄断的行业也发生了人们难以预想到的变化。

社会发展将在重大重组、大调整的过程中走向新时代。

从能源、电力产业看，二十世纪九十年代，世界能源、电力市场发展最迅速的已不再是石油、煤、天然气，太阳能发电、风力发电等可再生能源异军突起。

全世界风力发电容量在1990年的200万KW，2009年一年内全球新增风力发电装机容量就已达到3750万，而截止到2011年3月7日，我国的风电装机总量有4182.7万千瓦，首次超越美国成为世界上第一风电大国。

风力发电机文献综述分解前言风力发电机是当今最为广泛应用的清洁能源发电设备之一。

它利用风力旋转叶片产生机械能，通过发电机将机械能转化为电力，从而实现电能的生产。

本文旨在对风力发电机相关文献进行综述，梳理风力发电机设计、性能、控制等方面的发展现状，为风力发电行业的研究者提供参考和借鉴。

风力发电机的工作原理风力发电机的主要组成部分包括机架、转子、发电机等组件。

其工作原理是通过风力旋转转子，使得发电机产生电力。

其中机架是主要的支架组件，承担着整个风力发电机的重量，所以需要具备可靠的耐久性和稳定性。

转子是风力发电机的核心部分，其由叶片、轴和其他组件组成，当风力作用于叶片时，转子开始旋转，促使发电机在转动的过程中产生电力。

发电机是整个风力发电机的能量转换装置，它将机械能转换为电力，使其可以被送入电网。

风力发电机设计的发展现状叶片的设计风力发电机叶片是风能转化为机械能的部分，因此其设计对风力发电机的效率起着至关重要的作用。

针对传统叶片材料存在问题的研究表明，基于复合材料、竹材和内部结构优化等设计方法的叶片已经应用于实际生产中，其具有密度小、强度高、疲劳寿命长等优点。

同时，多种形状的切割边缘、叶首形状和尾缘形状的优化设计也可以提高叶片的风能转化效率。

风力发电机控制为了实现风力发电机的最大利用率和控制功率输出，风力发电机控制技术逐步发展。

现如今，闭环控制、协调控制和风速跟踪控制等都已经广泛应用于风力发电机领域。

对于消除风力发电机安全性、灵敏性和功率质量等方面面临的问题，还需要不断进行相关技术的研究和开发。

风力发电机的性能关于风力发电机的性能，主要涉及到其发电能力、风能转化效率和噪声水平等方面的表现。

针对传统的风力发电机发电效率较低的问题，涌现了一系列结构优化、流场数字仿真优化等方面的研究，通过这些研究可以有效地提高风力发电机的发电效率。

同时，尾流调控、控制策略优化等方面的研究也可以进一步提高风力发电机的风能转化效率和功率质量。